1.4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

第一章

動(dòng)量守恒定律第4節(jié)

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律高中物理選擇性必修第一冊(cè)一、實(shí)驗(yàn)思路1、實(shí)驗(yàn)的目的是什么？驗(yàn)證動(dòng)量守恒提出問(wèn)題：動(dòng)量守恒定律的適用條件是系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0。這些都是理想化的條件，現(xiàn)實(shí)生活中難以實(shí)現(xiàn)。怎么辦？提出思路：我們生活中常見的碰撞情形，碰撞時(shí)其內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，近似滿足動(dòng)量守恒的條件，故我們可以通過(guò)碰撞實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。2、需要測(cè)量哪些物理量？怎么測(cè)量？一、實(shí)驗(yàn)思路質(zhì)量m怎么測(cè)？速度v怎么測(cè)？天平你可以有哪些方法測(cè)量物體的速度？光電門+數(shù)字計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻閃照片平拋知識(shí)擺球的擺角……不同測(cè)速度的方法，就對(duì)應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)方案！二、實(shí)驗(yàn)方案方案1：研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒（1）實(shí)驗(yàn)器材：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、遮光片、天平、滑塊（兩個(gè)）、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等。氣墊導(dǎo)軌碰撞滑塊光電門遮光片（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

在一種實(shí)驗(yàn)情形下動(dòng)量守恒，就能說(shuō)明動(dòng)量守恒定律是正確的、普遍成立的嗎？情景1：兩個(gè)滑塊相互碰撞的端面上安裝彈性碰撞架，滑塊碰撞后隨即分開情景2：兩個(gè)滑塊的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，滑塊碰撞后連成一體情景3：兩個(gè)滑塊間放置輕彈簧，擠壓兩個(gè)滑塊使彈簧壓縮，并用一根細(xì)線將兩滑塊固定，燒斷細(xì)線后兩滑塊彈開思考與討論1、氣墊導(dǎo)軌是否需要調(diào)成水平？如果需要，你能想出哪些辦法？2、如果物體碰撞后的速度方向與原來(lái)的方向相反，應(yīng)該怎樣記錄？接通氣泵，將滑塊置于氣墊導(dǎo)軌上，滑塊能夠短時(shí)間內(nèi)保持靜止或者輕推滑塊，滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門的時(shí)間相同

選取一個(gè)正方向，速度與正方向相同時(shí)記錄為正值，與正方向相反時(shí)記錄為負(fù)值3、遮光片寬度大些好還是小些好？

小些好，這樣計(jì)算出來(lái)的速度更精確（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)處理：（4）誤差分析：說(shuō)說(shuō)看：碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量有差異，其可能原因是什么？二、實(shí)驗(yàn)方案方案2：研究斜槽末端小球碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒（1）實(shí)驗(yàn)器材：斜槽軌道、半徑相等質(zhì)量不等的兩個(gè)小球、白紙、復(fù)寫紙、重垂線、刻度尺、圓規(guī)、天平等。

白紙

（下面鋪復(fù)寫紙）

兩個(gè)碰撞小球

斜槽軌道重錘線（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

先讓質(zhì)量較大的球（入射小球A，質(zhì)量記作m1）從斜槽上由靜止?jié)L下來(lái)再在斜槽末端放上另一個(gè)質(zhì)量較小、大小相同的小球（被碰小球B，質(zhì)量記作m2），讓入射小球仍從同一位置由靜止釋放，與被碰小球發(fā)生碰撞，之后兩球都做平拋運(yùn)動(dòng)。思考與討論1、怎么確保小球做的是平拋運(yùn)動(dòng)呢？2、怎樣測(cè)量?jī)汕蚺鲎睬昂笏查g的速度呢？將斜槽末端調(diào)至水平驗(yàn)證方法：將小球放在斜槽末端，調(diào)節(jié)斜槽至能使小球靜止即可可以利用平拋運(yùn)動(dòng)的水平與豎直位移，求出碰撞前后兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度3、需要具體測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度嗎？思考與討論不需要因?yàn)閮汕蜃銎綊佭\(yùn)動(dòng)的高度相同，故所用時(shí)間t相同，水平位移為x，則小球平拋的初速度由此可知小球的初速度與水平位移成正比，因而可以把對(duì)小球初速度的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)水平位移的測(cè)量思考與討論4、實(shí)驗(yàn)裝置中重錘線起什么作用？

先要在白紙上記下重錘線所指的位置O，此點(diǎn)為入射小球碰前球心的豎直投影點(diǎn)，也是兩球做平拋運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)的豎直投影點(diǎn)，即用來(lái)測(cè)量?jī)汕蛩轿灰频钠瘘c(diǎn)思考與討論5、如何記錄并測(cè)量小球飛出的水平距離？

先不放被碰小球，讓入射小球A從斜槽上某一位置由靜止?jié)L下，記錄平拋的水平位移OP再在斜槽末端放上被碰小球B，讓A球仍從同一位置由靜止釋放，與被碰小球發(fā)生碰撞，記下兩小球離開斜槽做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移OM、ON思考與討論6、如何記錄并測(cè)量小球飛出的水平距離？重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，每個(gè)位置獲得多組落點(diǎn)，用圓規(guī)畫出盡量小的圓，把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心即為小球落點(diǎn)的平均位置圓心即為落點(diǎn)的平均位置思考與討論7、該方案是如何驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的？8、該方案的實(shí)驗(yàn)誤差主要來(lái)源于哪里？

驗(yàn)證

與

在誤差允許范圍內(nèi)是否相等入射小球每次釋放時(shí)未能很好的保持在同一高度小球平拋起點(diǎn)在白紙上的投影與O點(diǎn)不完全重合確定小球落點(diǎn)位置存在誤差存在空氣阻力的影響等等（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)處理：二、實(shí)驗(yàn)方案方案3：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒橡皮泥讓小車A以某速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與置于木板上靜止的小車B相撞并粘在一起，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)思考與討論1、本實(shí)驗(yàn)要不要調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，以平衡摩擦力？為便于測(cè)量碰撞前瞬間小車A的速度，所以需要將長(zhǎng)木板的一端墊高，以平衡摩擦力，使小車能在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)2、如果某次實(shí)驗(yàn)中得