(
课件网) 第一章 动量守恒定律 第4节 实验：验证动量守恒定律 1.掌握验证动量守恒定律的实验思路和实验方法；知道实验所需测量的物理量及其测量方法； 2.会设计实验方案，能正确处理实验数据，得出实验结论； 3.知道验证动量守恒定律的实验注意事项。 一、实验思路 问题1：动量守恒定律条件是什么？ 动量守恒定律的适用条件是系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0。 问题2：在现实生活中，或者在实验室中，我们很难排除接触面摩擦力的作用，是不是没法做验证动量守恒定律的实验？ 我们生活中的物体受到各种力的作用，难以满足系统不受外力这种理想化的条件。但是，可以创造内力远大于外力的实验情景，可以近似满足动量守恒的条件。 问题3：根据前面学习我们熟悉内力远大于外力的情境是哪种？ 碰撞 问题4：为了实验与计算方便我们应该设计怎样的碰撞？ 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 实验思路：碰撞中的特殊情况———一维碰撞 虽然物体还受到重力、支持力、摩擦力、空气阻力等外力的作用，但是有些力的矢量和为0，有些力与系统内两物体的相互作用力相比很小。在可以忽略这些外力的情况下，碰撞满足动量守恒定律的条件。 问题1：实验中我们需要测量哪些物理量？ 需要测量物体的质量，以及两个物体发生碰撞前后各自的速度: 问题2：物体质量如何测量？ 物体的质量可用天平直接测量。 问题3：物体速度如何测量？你掌握哪些方法可以测量物体速度？ ①光电门测速 ②平抛测速 ③打点计时器测速 ④频闪照片 二、物理量的测量 三、数据分析 检验：碰撞前后总动量是否守恒，即m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 [实验器材] 气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 [实验装置] [实验原理] 利用气垫导轨来减小摩擦力，用天平测出两滑块的质量，用光电计时器测量滑块碰撞前后的速度，计算碰撞前后的总动量，看其是否守恒。 光电门测速原理:测出滑块经过光电门的时间t，挡光条的宽度为L,则滑块匀速运动的速度为 [实验步骤] （1）选取两个质量不同的滑块，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。 （2）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，使两个滑块连成一体运动。如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙拉扣，碰撞时它们也会连成一体。 （3）用细线将弹簧压缩，放置于两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧弹开，两个滑块随即向相反方向运动。 [实验数据处理] 将以上三个实验过程中测得的数据填入下表中。 [实验结论] 在实验误差允许的范围内，碰撞前、后不变的量是物体的质量m与速度v的乘积之和，即＝ 。 注意事项 （1）若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平． （2）规定好正方向，如果滑块的速度与规定的正方向一致，则速度取正值，否则取负值． （3）改变滑块的质量，进行多次实验，寻找普遍规律。 方案二：用平抛演示仪装置验证动量守恒定律 1.实验装置： 建立情境的器材：斜槽、铅锤、两个半径相同而质量不同的小球 采集信息的器材：白纸、复写纸、圆规 测量数据的器材：天平、刻度尺 将钢球从斜槽上某一位置由静止释放，记录下该位置。离开后小球做平抛运动，落点为P点。OP为钢球平抛位移。OP=v0t. 将玻璃球置于斜槽末端，将钢球从同一位置释放， 和玻璃球碰撞后，均作平抛运动，落点分别为M点 和N点，OM=v1t，ON=v2t. 由于平抛运动时间t相同，水平位移正比于速度。 若动量守恒，有m1OP=m1OM+m2ON. 2.实验原理 本实验设计思想巧妙之处在于 ... ...
