1.4 实验：验证动量守恒定律 课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册(共21张PPT)
文档属性
| 名称 | 1.4 实验：验证动量守恒定律 课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册(共21张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 35.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-21 11:33:51 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
温故知新
动量守恒定律的适用条件？
【提示】系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0.
我们生活中的物体受到各种力的作用，难以满足这种理想化的条件。但是，在某些情况下，可以近似满足动量守恒定律。
想一想，满足上述条件的过程有哪些？
【提示】可以考虑符合动量守恒条件的情形来验证动量守恒定律。在设计实验时应考虑如下问题：
·实验中那些物体组成了要研究的系统？
·如何创造实验条件，时系统所受外力的矢量和近似为0？
·需要测量那些物理量？
新知讲解
一、实验目的
在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前、后动量是否守恒。
二、实验原理
验证动量守恒定律
方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
例题
例 在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有( )
A．停表、天平、刻度尺
B．弹簧测力计、停表、天平
C．天平、刻度尺、光电计时器
D．停表、刻度尺、光电计时器
C
解析：用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度．运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要停表．
参考案例2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
例题
例 如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置：
关于实验，下列叙述正确的是（ ）
A.入射球A每次必须从同一高度静止下滑
B.轨道有摩擦，对实验有影响，必须选择光滑轨道
C.入射球A的质量大于被碰球B的质量
D.入射球A的半径一定大于被碰球B的半径
AC
参考案例3 利用小车在光滑长木板碰撞另一辆静止的小车实现一维碰撞
实验装置如图所示：
(1)质量的测量：用天平测量质量。
(2)速度的测量：v＝Δt(Δx)，式中Δx是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量．Δt为小车经过Δx所用的时间，可由打点间隔算出。这个方案适合探究碰撞后两物体结合为一体的情况。 (3)碰撞的实现：两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。
新知讲解
三、实验器材
方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧、细线、
弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等．
方案二：带细线的摆球(两个)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、
胶布等．
方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、
橡皮泥等．
新知讲解
四、实验步骤
不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：
1．用天平测量相关碰撞物体的质量m1、m2。
2．安装实验装置。
3．使物体发生一维碰撞。
4．测量或读出碰撞前后相关的物理量，计算对应的速度。
5．改变碰撞条件，重复步骤3、4。
6．进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的“不变量”。
7．整理器材，结束实验。
新知讲解
五、数据处理
将实验中测得的物理量填入下表，填表时需注意物体碰撞后运动的速度与原来的方向相反的情况．
名称 碰撞前 碰撞后 质量m/kg m1 m2 m1 m2
速度v/(m·s－1) v1 v2 v1′ v2′
新知讲解
六、误差分析
1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：
(1)碰撞是否为一维碰撞。
(2)实验中是否合理控制实验条件，如气垫导轨是否水平，
两球是否等大，长木板实验是否平衡摩擦力。
2．偶然误差：主要来源于对质量m和速度v的测量。
新知讲解
七、注意事项
1.前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。
2.方案提醒： (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)若利用摆球进行实验，两小球静止时球心应在同一水平线上，且刚
好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内．
(3)若利用长木板进行实验，可在长木板的一端下垫一小木片用以平衡
摩擦力．
3.探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。
课堂检测
1. 在利用平抛运动做“探究碰撞中的不变量”实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端的切线保持水平，这样做的目的是( )A．入射球得到较大的速度B．入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向C．入射球与被碰球碰撞时动能无损失D．入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出
B
课堂检测
2. (多选)在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时，下列哪些操作是正确的 ( )A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变
两车的质量B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞
后粘在一起C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
BC
课堂检测
3.如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器．甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图乙所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车速度大小为______m/s，碰撞后两车的共同速度大小为________m/s.
0.6
0.4
1、教材20页练习与应用；
2、对应章节练习册。
课后作业
温故知新
动量守恒定律的适用条件？
【提示】系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0.
我们生活中的物体受到各种力的作用，难以满足这种理想化的条件。但是，在某些情况下，可以近似满足动量守恒定律。
想一想，满足上述条件的过程有哪些？
【提示】可以考虑符合动量守恒条件的情形来验证动量守恒定律。在设计实验时应考虑如下问题：
·实验中那些物体组成了要研究的系统？
·如何创造实验条件，时系统所受外力的矢量和近似为0？
·需要测量那些物理量？
新知讲解
一、实验目的
在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前、后动量是否守恒。
二、实验原理
验证动量守恒定律
方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
例题
例 在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有( )
A．停表、天平、刻度尺
B．弹簧测力计、停表、天平
C．天平、刻度尺、光电计时器
D．停表、刻度尺、光电计时器
C
解析：用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度．运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要停表．
参考案例2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
例题
例 如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置：
关于实验，下列叙述正确的是（ ）
A.入射球A每次必须从同一高度静止下滑
B.轨道有摩擦，对实验有影响，必须选择光滑轨道
C.入射球A的质量大于被碰球B的质量
D.入射球A的半径一定大于被碰球B的半径
AC
参考案例3 利用小车在光滑长木板碰撞另一辆静止的小车实现一维碰撞
实验装置如图所示：
(1)质量的测量：用天平测量质量。
(2)速度的测量：v＝Δt(Δx)，式中Δx是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量．Δt为小车经过Δx所用的时间，可由打点间隔算出。这个方案适合探究碰撞后两物体结合为一体的情况。 (3)碰撞的实现：两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。
新知讲解
三、实验器材
方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧、细线、
弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等．
方案二：带细线的摆球(两个)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、
胶布等．
方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、
橡皮泥等．
新知讲解
四、实验步骤
不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：
1．用天平测量相关碰撞物体的质量m1、m2。
2．安装实验装置。
3．使物体发生一维碰撞。
4．测量或读出碰撞前后相关的物理量，计算对应的速度。
5．改变碰撞条件，重复步骤3、4。
6．进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的“不变量”。
7．整理器材，结束实验。
新知讲解
五、数据处理
将实验中测得的物理量填入下表，填表时需注意物体碰撞后运动的速度与原来的方向相反的情况．
名称 碰撞前 碰撞后 质量m/kg m1 m2 m1 m2
速度v/(m·s－1) v1 v2 v1′ v2′
新知讲解
六、误差分析
1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：
(1)碰撞是否为一维碰撞。
(2)实验中是否合理控制实验条件，如气垫导轨是否水平，
两球是否等大，长木板实验是否平衡摩擦力。
2．偶然误差：主要来源于对质量m和速度v的测量。
新知讲解
七、注意事项
1.前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。
2.方案提醒： (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)若利用摆球进行实验，两小球静止时球心应在同一水平线上，且刚
好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内．
(3)若利用长木板进行实验，可在长木板的一端下垫一小木片用以平衡
摩擦力．
3.探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。
课堂检测
1. 在利用平抛运动做“探究碰撞中的不变量”实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端的切线保持水平，这样做的目的是( )A．入射球得到较大的速度B．入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向C．入射球与被碰球碰撞时动能无损失D．入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出
B
课堂检测
2. (多选)在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时，下列哪些操作是正确的 ( )A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变
两车的质量B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞
后粘在一起C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
BC
课堂检测
3.如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器．甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图乙所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车速度大小为______m/s，碰撞后两车的共同速度大小为________m/s.
0.6
0.4
1、教材20页练习与应用；
2、对应章节练习册。
课后作业