1.4 实验：验证动量守恒定律(共24张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册

(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。 01 实验思路 问题1：动量守恒定律的条件是什么？ 系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0. 问题2：如何创造实验条件，使系统所受外力的矢量和近似为0？ 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：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。 最简单的碰撞情况：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。这种碰撞叫做一维碰撞。如下图所示： v1 m1 v2 m2 v1 m1 v2 = 0 m2 v1 m1 v2 m2 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。 根据动量的定义，很自然地想到，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。 （即m1，v1，v1′，m2，v2，v2′） 物体的质量可用天平直接测量。 问题1：实验中我们需要测量哪些物理量？ 问题2：物体质量如何测量？ 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？ 方法一：光电门测速 方法二：打点计时器测速 方法三：机械能守恒角度测速 方法四：平抛运动规律测速 02 物理量的测量 03 数据分析 检验：碰撞前后总动量是否守恒，即m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2 方案1：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 （1）实验器材：气垫导轨、光电计时器、遮光片、天平、滑块（两个）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 气垫导轨 碰撞滑块 光电门 遮光片 （2）实验设计： 在一种实验情形下动量守恒，就能说明动量守恒定律是正确的、普遍成立的吗？ 情景1：两个滑块相互碰撞的端面上安装弹性碰撞架，滑块碰撞后随即分开 情景2：两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，滑块碰撞后连成一体 情景3：两个滑块间放置轻弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两滑块固定，烧断细线后两滑块弹开 思考与讨论1：气垫导轨是否需要调成水平？如果需要，你能想出哪些办法？ 思考与讨论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？ 接通气泵，将滑块置于气垫导轨上，滑块能够短时间内保持静止或者轻推滑块，滑块通过两个光电门的时间相同 选取一个正方向，速度与正方向相同时记录为正值，与正方向相反时记录为负值 思考与讨论3：遮光片宽度大些好还是小些好？ 小些好，这样计算出来的速度更精确 （3）实验过程及数据处理： （4）实验结论： 系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒。 ★注意：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。 （5）误差分析： 碰撞前后系统的总动量有差异，其可能原因是什么？ ①碰撞是否为一维碰撞。 ②实验是否满足动量守恒的条件。如斜槽末端切线方向是否水平，两碰撞球是否等大。 ③质量和速度的测量误差。 1.实验器材： 方案2：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 2.实验原理：用两个大小相同，质量不相等的小球的碰撞来研究动量。 入射小球发生碰撞前的落地点P。碰撞后入射小球落地点的平均位置M，被碰小球落地点的平均位置N。 斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。 m1 m2 O P M N ... ...