高中第一章 动量守恒定律4 实验：验证动量守恒定律一等奖ppt课件

这是一份高中第一章 动量守恒定律4 实验：验证动量守恒定律一等奖ppt课件，共20页。PPT课件主要包含了学习目标，实验器材，实验原理，质量的测量，速度的测量，Δx遮光条宽度，实验步骤，6整理实验仪器，注意事项，保证是一维碰撞等内容，欢迎下载使用。

1.能依据已有知识合理设计实验方案。2.能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。3.能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论。4.坚持实事求是的科学态度，在合作中既能坚持观点又能修正错误。
一、实验目的验证动量守恒定律。二、实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前、后动量是否守恒。
气垫导轨、光电计时器、天平、滑块两个(带挡光片)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。
方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
Δt—遮光条经过光电门的时间
3）利用加重物来改变滑块的质量
天平称量出滑块质量m1，m2
4)不同碰撞情况的实现：
①原来连在一起的物体由于有相互斥力而分开，这也是一种碰撞，如图甲，烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向运动。
②在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架可以得到能量损失很小的碰撞，如图乙。
③在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个滑块连成一体运动，这样可以得到能量损失很大的碰撞，如图丙。
(4)使两滑块依次发生甲、乙、丙图所示的碰撞情况，记录挡光时间，计算滑块碰撞前后的速度。
(1)用天平测量两滑块的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。
(2)安装光电门，使两个光电门之间的距离约为50cm。
(5)改变滑块质量，重复步骤(4)。
(7)数据处理，寻找守恒量.
(3)导轨通气后，调节气垫导轨水平，使滑块在气垫导轨上保持不动或稍微左右摆动。
2）气垫导轨是一种精度较高的现代化教学仪器。切忌振动、重压，严防碰伤和划伤，绝对禁止在不通气的情况下将滑行器在轨面上滑磨。调整水平时注意利用水平仪。
3）由于碰撞的情形很多，猜想的不变量只有在各种方案中都不变才能符合要求，成为实验结论。
4）考虑到速度的矢量性，记录数据时应规定正方向。若速度方向与规定的正方向相同，则速度取正值，若速度方向与规定方向相反，则取负值。
(1)碰撞可能不是精确的一维碰撞。
(2)碰撞中其他力(例如：摩擦力、空气阻力等)的影响 带来的误差。
(3)测量和读数的准确性带来的误差，实验中应规范测量和读数，同时增加测量次数，取平均值，尽量减小偶然误差的影响。
例1. 在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有(　　)A．停表、天平、刻度尺B．弹簧测力计、停表、天平C．天平、刻度尺、光电计时器D．停表、刻度尺、光电计时器
解析：用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度．运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要停表．
参考案例2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
铁架台、斜槽、大小相同质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。
4）不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次。用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置。
1）用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球。
2）按要求安装好实验装置，并调整斜槽使斜槽末端切线水平。
3）白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好。在白纸上记下斜槽末端重垂线所指的位置O。
6）测量OP、OM、ON的长度，在误差允许的范围内，看 m1·OP＝m1·OM＋m2·ON是否成立。
5）把被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽上同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。用步骤4的 方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落 点的平均位置N。
8）整理好实验器材并放回原处。
7）使入射小球从斜槽不同高度处滚下，重复(4)(5)(6)。
3）实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。
1）斜槽末端的切线必须水平；
2）选质量较大的小球作为入射小球；
①碰撞前后两物体v是否共线
②是否满足动量守恒的条件
②采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差。
①设计方案时应保证碰撞前后两物体的速度是否沿同一条直线，且尽量满足动量守恒的条件。
例： 如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置：（1）关于实验，下列叙述正确的是（ ） 　　　 A.入射球A每次必须从同一高度静止下滑B.轨道有摩擦，对实验有影响，必须选择光滑轨道C.入射球A的质量大于被碰球B的质量D.入射球A的半径一定大于被碰球B的半径（2）用半径相同的两小球A、B做碰撞实验，实验装置示意如图，斜槽与水平槽平滑连接。实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球置于水平槽前端边缘处静止，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：OM=2.68 cm，OP=8.62 cm，ON=11.50 cm，并已知A、B两球的质量比为2∶1，则未放B球时A球落地点是记录纸上的　　　　点；验证碰撞前后动量守恒的表达式为　　 　 　（距离用字母表示），系统碰撞前总动量p与撞后总动量p′的百分误差=　　　%（百分误差用 来表示，结果保留一位有效数字）。
1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”．2．方案提醒：(1)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应注意利用水平仪确保导轨水平．(2)若利用平抛运动规律进行验证：①斜槽末端的切线必须水平；②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；③选质量较大的小球作为入射小球；④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．
1. 用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。（1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门Ⅰ和光电门Ⅱ的时间分别为t1、t2，当t1　　t2（选填“>”“=”或“<”）时说明气垫导轨水平。
（2）滑块A静置于光电门Ⅰ的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门Ⅰ的时间为∆t1，A与B碰撞后A再次通过光电门Ⅰ的时间为∆t2，滑块B通过光电门Ⅱ的时间为Δt3。为完成该实验，还必需测量的物理量有　　　。A.挡光片的宽度d B.滑块A的总质量m1C.滑块B的总质量m2 D.光电门Ⅰ到光电门Ⅱ的间距L（3）若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为　　 　　。（用已知量和测量量表示）
2.为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作：①将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；②将木板向右平移适当的距离并固定，再使小球a从原固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹P；
（1）为了减小实验误差，选择入射球ma、被碰球mb时，应该使ma　　　mb（选填“大于”“等于”或“小于”）。（2）小球a和b发生碰撞后，小球a在图中白纸上撞击痕迹应是　　　　点。（3）小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结论　　　　（选填“会”或“不会”）产生影响。（4）用本实验中所测得的物理量来验证两小球碰撞过程中动量守恒，其表达式为　　　 　　。（用ma、mb、yM、yP、yN表示）
③把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两小球撞到木板并在白纸上留下痕迹M和N；④用天平测出a、b两个小球的质量分别为ma和mb，用刻度尺测量白纸上O点到M、P、N三点的距离分别为yM、yP和yN。根据上述实验，请回答下列问题：
解析：（1）为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即ma>mb。（2）（4）小球离开轨道后做平抛运动，设木板与抛出点之间的距离为x，由平抛运动规律得：水平方向：
碰撞前，小球a落在题图中的P点，设其水平初速度为v0，小球a和b发生碰撞后，小球a的速度变小，下落的竖直高度更多，a的落点在题图中的N点，设其水平初速度为v1。小球b的落点是题图中的M点，设其水平初速度为v2。小球碰撞的过程中若动量守恒，则有：
则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
（3）只要由静止从同一位置释放小球a，小球到达轨道底端时速度相等，摩擦力对实验结果不会产生影响。