第03节动量守恒定律在碰撞中的应用

1 动量守恒定律的实验验证动量守恒定律的实验验证 完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞 微课教案微课教案 东莞市第一中学 梁惠施 教育理念教育理念 留美博士黄全愈在他著的 素质教育在美国 一书中指出 创造性就象种子一样 它需要一定的环境 包括土壤 气候 科学的灌溉 施肥 培养才能发芽 生根 开花 结果 可见 创造性只能通过一定的条件背景去孕育 作为一名教师就是要去创设适合培 养学生创造性的环境 充分利用课堂主渠道 以学生为主体 教师为主导 积极主动地运 用探究模式 优化课堂教学 物理实验教学 在创设学习环境和培养学生认知能力中起着重要作用 实验以直观具 体 形象生动的教学形式 符合中学生的心理特点和认知规律 利用新奇 有趣的实验可 在激发学生兴趣的同时 培养学生的观察能力 实验增加了学生的动手机会 增加了学生 的学习主动性 同时 学生通过亲自动手做实验 能体会到 发现 和 获得成功 的快 乐 实验简介实验简介 气垫导轨的基本原理是在导轨的轨面与滑块之间产生一层薄薄的气垫 使滑块 漂 浮 在气垫上 从而消除了接触摩擦 虽然仍然存在着空气的粘滞阻力 但由于它极小 可以忽略不计 所以滑块的运动几乎可以视为无摩擦运动 由于滑块作近似的无摩擦运动 再加上气垫导轨与光电计时器配套使用 时间的测量可以精确到 0 1ms 这样 就使气垫 导轨上的实验精度大大提高 相对误差小 重复性好 利用气垫导轨装置可以做很多力学 实验 如测量物体的速度 验证牛顿第一定律 测量物体的加速度 验证牛顿第二定律 测量重力加速度 研究动量守恒定律 研究机械能守恒定律等等 动量守恒定律告诉我们 如果一个系统所受的合外力为零 那么系统内部的物体在作 相互碰撞 传递动量的时候 虽然各个物体的动量是变化的 但系统的总动量守恒 如果 系统在某个方向上所受的合外力为零 则系统在该方向上的动量守恒 在水平的气垫导轨上 滑块运动时受到的粘滞阻力很小 若不计这一阻力 则滑块系 统受到的合外力为零 两滑块作对心碰撞时前后的总动量守恒 2 实验内容实验内容 实验目的 实验目的 1 熟悉气垫导轨和光电计时器的使用方法 2 验证动量守恒定律 实验仪器 实验仪器 气垫导轨 两滑块 垫片 光电门 数字计数器 托盘天平及尼龙搭扣 游标卡尺 实验原理 实验原理 在水平的气垫导轨上 滑块运动时受到的粘滞阻力很小 若不计这一阻力 则滑块系 统受到的合外力为零 两滑块作对心碰撞时前后的总动量守恒 1 1221 122 mvm vmvm v 分别为两个滑块的质量 分别为碰撞前两个滑块的速度 分别为碰 1 m 2 m 1 v 2 v 1 v 2 v 撞后两个滑块的速度 应该注意的是 计算时必须选择一个方向为正 反方向为负 取 0 对 一动碰一静 的完全非弹性碰撞 在两个滑块的端部装上尼龙搭扣 滑 2 v 块 2 静止在两光电门之间 滑块 1 运动 碰撞后两滑块连在一起 有 1 112 mvmm V 3 为两个滑块连在一起后的共同速度 V 实验内容与步骤 实验内容与步骤 1 完全非弹性碰撞 1 将气垫导轨调成水平状态 2 两个滑块的端部装上尼龙搭扣 称量两个滑块 包括配重 的质量和 1 m 2 m 用游标卡尺测量滑块上的挡光片的宽度 d 3 将滑块 2 放在两光电门之间靠近光电门 2 的地方 令其静止 中速轻 2 0v 推滑块 1 使两者作对心碰撞 碰撞后两滑块连在一起 满足碰撞时两个滑块的挡光条都 在两个光电门之间 测出两滑块碰撞前 后挡光片经过光电门的挡光时间 t1和 t2 重复操 作 记录数据 4 数据处理 遮光条通过光电门的时间极短 可以用平均速度表示瞬时速 度 测出两滑块碰撞前 后经过光电门的瞬时速度可通过公式计算 再计算碰撞前后 t d v 的动量 验证动量守恒定律 数据记录与处理数据记录与处理 表 完全非弹性碰撞 d cm 1 m kg 2 m kg 实验结论及误差分析实验结论及误差分析 t1 s t2 s 1 v m s V m s 1 1 mv kg m s 12 mm V kg m s 动量百 分差 E 1 2 3 4 次序 项目 4 教学总结教学总结 通过物理实验 让学生更好地理解 分析 掌握物理概念和物理规律 增长认知水平 物理实验给学生创设一个理论联系实际的过程 使学到的理论 推理的判断 通过实验来 检验 实验的验证法与想象 推理 判断结合构成科学的演绎方法 既能鼓励学生的勇于 创新