【高中物理】实验：验证动量守恒定律 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

1.4 1.4 实验：验证动量守恒定律实验：验证动量守恒定律湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2014年下学期制作 06实验:验证动量守恒定律验证动量守恒定律一.实验目的二、实验原理碰撞过程中系统的总动量近似守恒。两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动。一维碰撞方案一、研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒方案一、研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1.实验设计：利用气垫导轨使两滑块发生一维碰撞，2.实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块等。气垫导轨气垫导轨碰撞滑块碰撞滑块光电门光电门d挡光条挡光条测出滑块经过光电门的时间测出滑块经过光电门的时间 t t，挡光条的宽度为，挡光条的宽度为d d则滑块通过光电门的速度为则滑块通过光电门的速度为：v=d/t1）选取两个质量相同的滑块，在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架，滑块碰撞后随即分开。3.实验探究：2）在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥（尼龙拉扣），碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动。新知讲解3.实验探究：3）原来连在一起的两个物体，由于相互之间具有排斥的力而分开，这是反冲。这种情况可以通过下面的方式实现。在两个滑块间放置轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块固定。烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动。新知讲解新知讲解 一个运动滑块撞击静止滑块，（mAv+mB0=mA0+mBv）两者交换速度，总动量不变。两个静止滑块被弹簧片弹开，一个向左，一个向右，总动量依然为零。（0=mAv-mBv）一个运动滑块撞击静止滑块，撞后两者粘在一起，总动量不变。mAv=(mA+mB)v共两个滑块质量相等两个滑块质量相等新知讲解新知讲解实验问题：1.气垫导轨是否需要调节水平，怎么检验是否水平？需要。轻推小车使其运动，看是否为匀速运动。2.如果物体碰撞后的速度方向与原来的方向相反，应该怎样记录？规定正方向，若与规定正方向相反，则记录为负值。3.试猜想以上三种情况，碰撞前后物体的动能之和有什么变化？实验的第一种情况：动能之和不变实验的第二种情况：动能之和减小实验的第三种情况：动能之和增大课堂练习1、某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实验。实验装置如图所示,下面是实验的主要步骤:安装好气垫导轨和光电门,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平测得A和B两滑块上遮光片的宽度均为d 到得A、B两滑块的质量(包含遮光片)m1、m2 向气垫导轨通入压缩空气利用气垫导轨左右的弹射装置,使滑块A、B分别向右和向左运动,测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为t1和t2观察发现滑块A、B碰撞后通过粘胶粘合在一起,运动方向与滑块B碰撞前运动方向相同,此后滑块A再次经过光电门时挡光时间为t(1)碰撞前A、B滑块的速度大小各为 、。(2)为了验证碰撞中动量守恒,需要验证的关系式是(用题中物理量表示)。(3)有同学认为利用此实验装置还能计算碰撞过程中损失的机械能。请用上述实验过程测出的相关物理量,表示出A、B系统在碰撞过程中损失的机械能E=。方案二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒方案二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒1.实验设计：利用斜槽使两滑块发生一维碰撞，2.实验器材：斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。3.实验装置4.实验步骤5.注意事项：方案二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒方案二、研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒(1)入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下；(2)斜槽末端必须水平(平抛运动)；(3)一维碰撞(小球尺寸相同)；(4)入射球的质量应大于被碰球的质量(不反弹)。随堂练习随堂练习练2、如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系(1)实验中，直接测量小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量_(填选项前的符号)，间接地解决这个问题A小球开始释放高度hB小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的射程C C(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从斜轨上Q位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上Q位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复接下来要完成的必要步骤是_(填选项前的符号)A.用天平测量两个小球的质量m1、m2B.测量小球m1开始释放的高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到小球m1、小球m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM、ONADEADE 随堂练习随堂练习练3、某同学用如图甲所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10次；然后再把小球b静置在斜槽轨道末端，让小球a仍从原固定点由静止开始滚下，和小球b相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次回答下列问题：(1)在安装实验器材时斜槽的末端应_(2)小球a、b质量ma、mb的大小关系应满足ma_mb，两球的半径应满足ra_rb.(均选填“”“”或“”)(3)本实验中小球平均落地点的位置距O点的距离如图乙所示，小球a、b碰后的平均落地点依次是图乙中的_点和_点(4)在本实验中，验证动量守恒的式子是下列选项中的_AmaLOCmaLOAmbLOBBmaLOBmaLOAmbLOCCmaLOAmaLOBmbLOCA A C C 保持水平保持水平 B B