广东省惠州市高中物理第一章碰撞与动量守恒实验：验证动量守恒定律导学案（无答案）粤教版.docx

课 前先学案实验：验证动量守恒定律班级 姓名 学号 评价 【自主学习】一、 学习目标1研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒2通过实验，深入理解动量守恒定律二、 重点难点1验证动量守恒定律2实验数据处理三、 自主学习1实验原理利用图的装置验证碰撞中的动量守恒，让一个质量较大的球从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞，两球均做平抛运动由于下落高度相同，从而导致飞行时间相等，我们用它们平抛射程的大小代替其速度小球的质量可以测出，速度也可间接地知道，如满足动量守恒式m1v1=m1v1+m2v2，则可验证动量守恒定律进一步分析可以知道，如果一个质量为m1，速度为v1的球与另一个质量为m2，速度为v2的球相碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1和v2，则由动量守恒定律有：m1v1+m2v2=m1v1+m2v22实验器材两个小球（大小相等，质量不等）；斜槽；重锤线；白纸；复写纸；天平；刻度尺；圆规3实验步骤（1）用天平分别称出两个小球的质量m1和m2；（2）按图安装好斜槽，注意使其末端切线水平，并在地面适当的位置放上白纸和复写纸，并在白纸上记下重锤线所指的位置O点.（3）首先在不放被碰小球的前提下，让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下，重复数次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括在圆内，则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点（如右图）；(4)将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；(5)让入射小球由某一定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤(3)的办法求出入球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N；(6)过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度；(7)将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围内）：m1OP=m1OM+m2ON4.注意事项(1)“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件(2)测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度 (3)斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态(4)入射球的质量应大于被碰球的质量(5)入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球(6)实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变(7)m1OP=m1OM+m2ON式中相同的量取相同的单位即可5.误差分析误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同一水平面上，给实验带来误差每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大，动量守恒的误差就越小应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差下列一些原因可能使实验产生误差：(1)若两球不能正碰，则误差较大；(2)斜槽末端若不水平，则得不到准确的平抛运动而造成误差；(3)O、P、M、N各点定位不准确带来了误差；(4)测量和作图有偏差；(5)仪器和实验操作的重复性不好，使得每次做实验时不是统一标准【预习自测】1在做“验证动量守恒定律”的实验中，入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，这是为了使（ ）A小球每次都能水平飞出槽口B小球每次都以相同的速度飞出槽口C小球在空中飞行的时间不变D小球每次都能对心碰撞2（双选）在做“验证动量守恒定律”的实验中，安装斜槽轨道时应让斜槽末端点的切线保持水平，这样做的目的是为了使（ ）A入射小球得到较大的速度B入射与被碰小球对心碰撞后速度均为水平方向C入射小球与被碰小球碰撞时无能量损失D入射小球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出3（多选）以下说法中正确的是（ ）A在地面上铺白纸前应查看地面是否平整和有无杂物B白纸铺在地上后，在实验的整个过程中都不能移动C复写纸不需要固定在白纸上，测定P点位置时用的复写纸，待到测定M点的位置时，可移到M点使用D复写纸必须用能覆盖整张白纸的大复写纸4（多选）在做“验证动量守恒定律”实验时，小球在碰前和碰后的速度可以用小球飞出的水平距离来表示，其原因是（ ）A小球飞出后的加速度相同B小球飞出后水平方向速度相同C小球在水平方向都做匀速直线运动，水平位移与时间成正比D小球在空间水平方向做匀速直线运动，而其竖直位移相同，故而飞行时间相等，这样，水平位移与初速度成正比课 后拓展案第一节 物体的碰撞【巩固拓展】1 因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行 相同,所以我们在碰撞中的动量守恒实验中可以用 作为时间单位,平抛小球的 在数值上等于小球平抛的初速度.2在验证“验证动量守恒定律”实验中，入射小球、被碰小球的质量分别为m1和m2，为了减少实验误差，以下说法正确的有（ ）Am1=m2Bm1m2 Cm1m2D质量大小无所谓3. （多选）在做“验证动量守恒定律”实验中，不需要测量的物理量有（ ）A入射小球和被碰小球的质量B入射小球和被碰小球的直径C斜槽轨道末端距地面的高度D入射小球开始滚下时的初始位置与碰撞前位置的高度差4.（多选）做“碰撞中的动量守恒”实验时，造成误差的因素有（ ）A碰撞前后两球的速度方向不是水平的B通过复写纸描得的各个落地点不是理想的点C长度测量中形成的误差D存在摩擦力、空气阻力等外力5.（双选）在做“验证动量守恒定律”实验时，关于小球落地点说法中，正确的是（ ）A如果小球每次从同一点无初速释放，重复几次，落地点一定重合B由于偶然因素存在，重复操作时小球落地点不重合是正常的，但落地点应当比较集中C测定P点位置时，如果重复10次的落地点分别为P1、P2、P3P10，则OP应取平均值即OP=1/10（OP1+OP2+OP10）D用半径尽量小的圆把P1、P2、P3P10圈住，这个圆的圆心就是小球落地点的平均位置P第一节 物体的碰撞课 堂检测案 编制：连文娟 审核：潘克祥班级 姓名 学号 评价 l 【课堂检测】1学生分组实验2某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律图中PQ是斜槽，QR为水平槽实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次如图右中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点B球落点痕迹如下图所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐（1）碰撞后B球的水平射程应取为_cm（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：_（填选项号）A. 水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离 B. A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C. 测量A球或B球的直径D. 测量A球和B球的质量（或两球质量之比）E. 测量G点相对于水平槽面的高度l 【互动研讨】1实验中的小球必须使用光滑坚硬的小球，这是为什么？第一节 物体的碰撞 班级 姓名 学号 评价 课 堂训练案l 【当堂训练】1某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验，在小车A的前端黏有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起，继续做匀速运动，设计如所示：在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为50Hz，长木板下垫着小