人教版（2019）选择性必修第一册 1.4 实验：验证动量守恒定律 课件 （共22张PPT）

(共22张PPT)
动量守恒定律
9.4 验证动量守恒定律
01
实验思路
在实验前弄清实验原理，明确实验目的、设计操作过程、
动量守恒定律
问题 1 ：碰撞的过程遵守什么规律呢
问题２：什么是一维碰撞？
问题３：一维碰撞前后哪些量可能不变？
问题４：如何处理矢量的方向呢？
问题５：实验成功的条件是什么，如何保证？
问题６：怎样测量物体的质量呢？
问题７：怎样测量物体的速度呢？
v1
m1
m2
02
实验方案
动量守恒定律
在实验前弄清实验原理，明确实验目的、设计操作过程、
气垫导轨
碰撞滑块
光电门
L
挡光条
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
导轨水平
测速原理1：光电门测速
动量守恒，动能不变 → 弹性碰撞
动量守恒，动能改变 → 非弹性碰撞
动量守恒，动能不变 → 弹性碰撞
h
斜槽末端切向水平
测出碰撞前后各球落点到O间的距离xOP、xOM、xON，
各球空中运动时间均相同，设为Δ t，可得速度为
为防止A球反
弹， m1＞m2
落点确定：

P
M
N
O
m1
m2
测速原理2：平抛测速
1. 先用天平称量出两个小球的质量mA、mB。
3. 在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。
2. 安装好实验装置，注意使实验器的斜槽末端点的切线水平。
4. 在白纸上记下重垂线所指的位置 O，它表示入射小球 mA碰撞前球心的竖直投影点。
实验步骤
5. 先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一位置处静止滚下，重复 10 次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射小球不碰撞时的落地点。
圆心即为小球平均落点
实验步骤
6. 把被碰小球放在斜槽轨道末端，让入射小球从同一位置静止滚下，使它们发生正碰，重复 10 次，同理求出入射小球落点的平均位置 M 和被碰小球落点的平均位置N。
7. 用刻度尺测出线段 OM、OP、ON 的长度，把两小球的质量和相应的水平位移数值代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看等式是否成立。
实验步骤
测速原理3：单摆测速
θ
β
碰后粘到一起

设摆绳长为L，测出摆角θ和β，
机械能守恒可得速度为
A
B
A
B
保证两绳等长
橡皮泥
测出相邻计数点间的距离Δx，

可得速度为
相邻计数点间的时间Δt，
光滑桌面通过平衡摩擦力获得
测速原理4：打点计时器测速
分析频闪照片中A、B滑块碰撞前后的位置情况，
设频闪时间间隔为Δ t，可得速度为

测速原理5：频闪照片测速
03
实验误差
动量守恒定律
在实验前弄清实验原理，明确实验目的、设计操作过程、
1.实验之前需要将气垫导轨调节水平；
注意事项
2.实验时应该确保发生的是一维碰撞；
3.测量挡光片的宽度时应尽量减小误差；
1.斜槽末端要切线要水平；
2.每次小球下滑要从同一位置处由静止释放；
3.要保证对心碰撞，两球必须大小相等；
4. 小球的诸多落点要用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面，该小圆的圆心即为小球的平均落点 ；
5. 入射小球的质量mA和被碰小球的质量mB的大小关系是mA > mB 。
注意事项
04
典型例题
动量守恒定律
在实验前弄清实验原理，明确实验目的、设计操作过程、
如图所示,利用气垫导轨和光电门研究碰撞中的不变量,已知遮光片的宽度为L,两滑块质量分别为mA和mB,开始时滑块A和B相向运动,经过光电门的时间各自为ΔtA和Δ tB，碰撞后，滑块B和A先后以Δ tB′和Δ tA′ 经过右侧光电门，如果实验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和保持不变，则可用题中条件写出所满足的关系式是：_____ 。
课堂练习1
vA
vB
vA′
vB′
L
某同学设计如图甲所示的装置，通过半径相同的 A、B 两球碰撞来探究碰撞过程中的不变量。
(1)碰撞后 B 球的水平射程是_____ cm。
65.0
课堂练习2
(2)(多选)在以下四个选项中，本次实验必须进行的测量是( )
A. 水平槽上未放 B 球时，A 球落点位置到 O 点的距离OP
B. A B 两球碰撞后，各自落点位置到 O 点的距离OM、ON
C. A、B 两球的质量mA、mB
D. 水平槽面相对于O点的高度h
ABC
(3)如果(2)中所测量的物理量满足式子： ，则可验证A、B两球碰撞中的动量守恒。
mA·OP＝mA·OM＋mB·ON
总结：实验类问题应该尤其注意实验原理的把握。本题中可以通过化简将高度h和时间t消去，测量时会更加方便。
思维导图