高中教科版 (2019)实验：验证动量守恒定律集体备课课件ppt

这是一份高中教科版 (2019)实验：验证动量守恒定律集体备课课件ppt，共60页。
知识点1 利用平抛运动规律验证动量守恒定律
1 实验原理与设计
［第3步：得出结论］碰撞前后两球落地时飞出的水平距离可以代替两球的速度.
2 实验操作与结论
知识点2 实验的拓展与创新
1 利用气垫导轨和光电门验证动量守恒定律
2 利用等长悬线悬挂等大小球验证动量守恒定律
【注意】（1）做实验时，选用图甲所示装置，而不用图乙，这是为了保证两球能水平对心碰撞.（2）为保证两球碰撞后在同一竖直面内运动，可将每个小球用两条不平行的细线悬挂，如图丙所示.
3 利用打点计时器和纸带验证动量守恒定律
题型1 利用平抛运动规律验证动量守恒定律
母题 致经典·母题探究
例1 某实验小组进行验证动量守恒定律的实验.入射小球与被碰小球半径相同.
A.小球飞出后的加速度相同B.小球飞出后，水平方向的速度相同C.小球在空中水平方向都做匀速直线运动，水平位移与时间成正比D.小球在空中水平方向都做匀速直线运动，又因为从同一高度平抛，运动时间相同，所以水平位移与做平抛运动的初速度成正比
【解析】两小球碰撞前后都做平抛运动，竖直方向位移相等，所以运动的时间相同，水平方向做匀速直线运动，速度等于水平位移除以时间，所以可以用水平位移代替小球碰撞前后的速度，故D正确.
变式1 完成原题中的实验后，实验小组对上述装置进行了如图1-4-2所示的改造.
验证动量守恒定律的实验要点1.在验证动量守恒定律的实验中，利用平抛运动规律，可以将速度的测量转化为距离的测量，使实验结果更准确.2.根据平抛运动在水平方向和竖直方向的分运动的特点，可以对实验进行拓展和改进，进行拓展时要注意设置条件的合理性.3.解答这类问题的关键是明确实验目的和实验原理，熟悉平抛运动在不同限制条件下的特点，灵活选用恰当的公式进行分析.
不能，因为根据所测得的物理量不能求出小球做平抛运动的时间，故不能求出小球碰撞前后的速度
题型2 验证动量守恒定律的创新实验
（1）在本实验中，甲选用的是______（填“一元”或“一角”）硬币；
【解析】要使两硬币碰后都向右运动，硬币甲的质量应大于硬币乙的质量，由于一元硬币的质量大于一角硬币的质量，所以甲选用的是一元硬币.
（4）由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因：________.
【解析】碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1的原因：①两个硬币厚度不同，两硬币重心连线与水平面不平行，两硬币发生的不是对心碰撞；②两硬币碰撞时的内力不远远大于外力，只是近似满足动量守恒，即如果摩擦力非常大，只是近似满足动量守恒.
焦点感悟 在平时的训练中，遇到的验证动量守恒定律的题目中的滑道多为光滑滑道，但本题中的滑道是粗糙的，因此本题在实验原理和方法上与教材中的不同，然而给出的碰撞模型与教材中的基本相同，考生运用已经学过的知识和实验方法可以回答该实验中的问题，这是高考命题的新考向.
验证动量守恒定律的实验创新设计方法1.根据动量守恒定律,设计合理的实验方案.2.灵活运用测量速度的方法对速度进行测量，或运用替代思想将速度的测量进行相应转化.3.根据实验原理和设计方案,合理选择实验步骤.
考向1 考查利用平抛运动规律验证动量守恒定律
例3 （2024·北京卷）如图1-4-7所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律.
（1）关于本实验，下列做法正确的是_____（填选项前的字母）.
A.实验前，调节装置，使斜槽末端水平B.选用两个半径不同的小球进行实验C.用质量大的小球碰撞质量小的小球
【解析】实验中要求小球的水平位移与其抛出速度成正比，需要确保小球做平抛运动，即实验前，要调节装置，使斜槽末端水平，故A正确；为使两小球发生的碰撞为对心正碰，两小球半径需相同，故B错误；为使碰后入射小球与被碰小球同时飞出，需要用质量大的小球碰撞质量小的小球，故C正确.
①图1-4-8为实验的落点记录，简要说明如何确定平均落点：___________________________________________________________________________；
用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点
【解析】用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点.
本题考查利用平抛运动规律验证动量守恒定律，与教材中的实验情境贴合，体现了高考对基础实验知识、基本实验技能和基本实验方法的重视.本题的第（3）问则是在教材原有实验的基础上以设计性任务为载体，要求考生创新设计方案来验证动量守恒定律，同时应用基础的数学知识解决物理问题，考查考生的实践能力和创新思维能力.
小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同，故下落时间相同，水平方向做匀速直线运动，故小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比
【解析】
考向2 考查用气垫导轨和滑块验证动量守恒定律
本题以第四次“天宫课堂”为背景，以气垫导轨上滑块的碰撞为情境设题，考查了验证动量守恒定律实验，试题具有基础性、应用性和创新性，旨在考查考生的推理论证能力、实验探究能力和创新能力.
习题课丨学业质量测评
在实验误差允许范围内，若满足关系式_ _______________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒.（用测得的物理量表示）
2.在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置.
【解析】为保证两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射小球反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量，选项C正确．
（2）若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必须有的是_____.
A.毫米刻度尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧测力计E.秒表
【易混易错】（1）不能根据频闪照片判断出哪些照片是碰撞前拍摄的，哪些是碰撞后拍摄的，因而不能确定碰撞位置.（2）误认为碰撞发生在闪光时刻，从而不能正确建构碰撞情境.
（1）在长木板右端下面放垫块的目的是______________________.
【解析】本实验的实验目的是验证动量守恒定律，故需要保证碰撞过程中两小车组成的系统所受的合外力为零.长木板右端下面放垫块的目的是使小车重力沿长木板方向斜向下的分力等于小车受到的摩擦力.
（3）实验结论为：在误差允许的范围内，___________________________________.
（2）用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_ ________________________________________________________，则说明两小球碰撞前后的动量守恒.
6.某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，并测量处于压缩状态下的弹簧的弹性势能.实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平.其实验步骤为：
请根据实验步骤完成下面填空：
（2）请根据本实验的原理，写出用测量量表示的碰撞的恢复系数的表达式：____________.