第一章 课时4　实验：验证动量守恒定律（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）选择性必修 第一册

课时4　实验：验证动量守恒定律 核心 目标 1. 通过实验用不同的方法探究碰撞中的动量守恒，得到一维碰撞中的动量守恒定律的表达式． 2. 理解探究碰撞中动量守恒的思路，掌握直线运动物体速度的测量方法． 要点梳理 要点1　实验思路 把发生碰撞的两个物体看作一个系统，在可以忽略重力、支持力、__摩擦力__、空气阻力等这些外力的情况下，认为碰撞满足动量守恒定律的条件． 研究最简单的情况：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． 要点2　实验过程 (1) 用__天平__测出碰撞物体质量． (2) 根据选定的方案，安装实验装置． (3) 使物体发生一维碰撞，测量或读出相关物理量，计算相关速度，填入预先设计好的表格． (4) 改变碰撞__条件__，重复实验． (5) 通过对数据的分析处理，验证动量守恒定律． 设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′，如果速度的方向与我们设定的坐标轴的正方向一致，取正值，反之则取__负__值．验证关系式m1v1＋m2v2＝__m1v1′＋m2v2′__是否成立即可． (6) 整理器材，结束实验． 即学即用 1. (2024·湛江期末)验证动量守恒的实验可在如图所示的水平气垫导轨上完成．实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，它们穿过光电门发生碰撞，之后反弹开，运动过程所受的阻力忽略不计．已知滑块A、B质量分别为m1、m2，测得两遮光片的宽度相同且都为d，光电门记录的遮光片挡光时间t如下表所示： 左侧光电门 右侧光电门 碰前 t1 t2 碰后 t3 t4 (1) 滑块A第一次通过光电门的速度大小为____． 解析：滑块A第一次通过光电门时的速度为 . (2) 取滑块A的初速度方向为正方向，则碰撞过程中滑块A的动量变化量为__－m1－m1__(用测得的物理量表示). 解析：滑块A碰前的速度为，碰后被反弹的速度为－，则动量的变化量为－m1－m1. (3) 在实验误差允许范围内，下列等式成立的是__B__． A. ＋＝＋ B. －＝－ C. －＝－ 解析：如果动量守恒，则满足m1＋＝－m1＋m2，变形为－＝－.故B正确，A、C错误． 考向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、数字计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥． 2. 测质量：用天平测出滑块的质量． 3. 安装：安装气垫导轨，如图所示． 4. 实验过程：接通电源，利用配套的光电计时装置，根据v＝____测出两滑块下列情况下碰撞前后的速度，式中Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间． (1) 改变滑块的质量． (2) 改变滑块的初速度大小和方向． 5. 数据处理：验证的表达式 m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2. 　(2024·佛山南海区期末)用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律．水平导轨上有两个静止的小车A和B，小车A上方装有遮光片，前方固定撞针，小车B后方固定橡皮泥．轻推小车A，小车A经过光电门1后，与静止的小车B碰撞，然后两小车一起再通过光电门2.光电门会分别记录下遮光片的挡光时间． 甲 乙 (1) 用游标卡尺测量遮光片的宽度d，结果如图乙所示，则遮光片的宽度d＝__4.35__mm. 解析：遮光片的宽度d＝4 mm＋7×0.05 mm＝4.35 mm. (2) 若某次实验中，光电门1记录的遮光时间t1＝0.015 s，光电门2记录的遮光时间t2＝0.032 s，小车A(含撞针、遮光片)的总质量为203 g，小车B(含橡皮泥)的总质量为202 g，则两小车碰撞前，小车A通过光电门1的速度大小v1＝__0.29__m/s，碰撞后两小车的总动量大小p2＝__0.055__kg·m/s.(结果均保留两位有效数字) 解析：小车A通过光电门1的速度大小v1＝＝＝0.29 m/s 两小车一起通过光电门2的速度大小v2＝ 两小车的总动量大小p2＝(mA＋mB)v2＝ kg·m/s≈0.055 kg ... ...