第1章 第3节 科学验证：动量守恒定律（课件 学案）高中物理 鲁科版（2019）选择性必修 第一册

(课件网) 科学验证：动量守恒定律(实验课———基于经典科学探究) 第 3 节 实验准备———原理、器材和装置 实验操作———过程、细节和反思 01 02 CONTENTS 目录 实验考法———基础、变通和创新 训练评价———巩固、迁移和发展 03 04 实验准备———原理、器材和装置 一、实验装置 二、实验原理 1.使质量分别为m1和m2的两小球A、B发生正碰，若碰前球A的速度为v1，球B静止，碰后的速度分别为v1'和v2'，如果满足m1v1=m1v1'+m2v2'，则结论得到验证。 2.结合平抛运动来测量速度： 设计实验装置如图乙所示。让入射球A从同一位置C释放，测出不发生碰撞时球A飞出的水平距离lOP，再测出球A、B碰撞后分别飞出的水平距离lOM、lON。只要验证m1lOP=m1lOM+m2lON，即可验证动量守恒定律。 实验操作———过程、细节和反思 一、实验步骤 1.用天平测出两个小球的质量。 2.将斜槽固定在桌边并使其末端水平。在地板上铺白纸和复写纸，通过小铅锤将斜槽末端在纸上的投影记为点O。 3.首先让球A从斜槽点C由静止释放，落在复写纸上，如此重复多次。 4.再将球B放在槽口末端，让球A从点C由静止释放，撞击球B，两球落在复写纸上，如此重复多次。 5.取下白纸，用圆规找到落点的平均位置点P、点M和点N，用刻度尺测出lOP、lOM和lON。 6.改变点C位置，重复上述实验步骤。 二、数据处理 1.分别测出两小球质量以及碰前球A的落地点到O的距离lOP与碰后球A和球B的落地点到O的距离lOM和lON，根据所测得数据计算mAlOP与mAlOM+mBlON，并比较其数值关系。 2.实验结论：在误差允许范围内，发生一维碰撞的两物体组成的系统动量守恒。 1.实验过程中应注意哪几个方面的操作问题 关键点反思 提示：(1)斜槽末端保持水平。 (2)每次均要从同一位置由静止释放。 (3)根据球的落点区域用圆规找到圆心。 2.本实验中，为什么要使两小球在一条直线上发生碰撞 提示：动量本身是矢量，矢量合成遵循平行四边形定则，如果不是一维碰撞，合动量很难计算。 实验考法———基础、变通和创新 [例1]　如图甲所示，用半径相同 的A、B两球的碰撞可以验证“动量守 恒定律”。实验时先让质量为m1的A 球从斜槽上某一固定位置C由静止开 始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。如图乙所示，M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。 考法(一)　实验基本操作 (1)在这个实验中，为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1____m2(选填“>”“=”或“<”)；除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还必须使用的两种器材是____。 A.秒表、天平 B.天平、刻度尺 C.秒表、刻度尺 D.天平、打点计时器 > B [解析]　实验中为了避免碰撞过程发生反弹，则两个小球的质量应满足m1大于m2；为了测量小球平抛运动水平分位移，需要刻度尺，实验中还需要测量小球的质量，因此还需要天平，即本实验还必须使用的两种器材是天平和刻度尺，故选B。 (2)下列有关实验操作的说法正确的有_____。 A.安装轨道时，轨道末端必须水平 B.实验前应该测出斜槽末端距地面的高度 C.实验过程中，复写纸和白纸可以根据需要移动 D.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置 AD [解析]　为了确保小球飞出斜槽的初速度方向水平，实验中安装轨道时，轨道末端必须水平，故A正确；根据平抛运动的规律有h=gt2，x=vt，解得v=x，小球做平抛运 ... ...