高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第3节 科学验证:动量守恒定律备课课件ppt

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第3节 科学验证:动量守恒定律备课课件ppt，共17页。PPT课件主要包含了学习目标，实验原理与设计，实验步骤，数据分析，实验结论，实验器材，实验原理，质量的测量，速度的测量，Δx遮光条宽度等内容，欢迎下载使用。

理解通过小球碰撞实验来验证动量守恒定律的实验原理，体会将不易测量的物理量转换为易测量的物理量的实验设计思想。能自主完成实验操作，能分析实验数据，利用实验数据验证动量守恒定律。能撰写规范的实验报告，对验证动量守恒定律的实验过程进行交流和反思。能在他人帮助下制定验证动量守恒定律的实验方案，会使用常规实验器材获取数据。
（1）验证动量守恒定律。（2）体会将不易测量的物理量转换为易测量的物理量的实验设计思想。
斜槽轨道、半径相等的钢球和玻璃球、白纸、复写纸、小铅锤、天平(附硅码)、毫米刻度尺、圆规。
测量的数据记入你设计的表格中，并分析数据，形成结论.
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。
拓展：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。
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。