2021-2022高中创新设计物理粤教版选修3-5课件：实验　验证动量守恒定律

1、实验验证动量守恒定律,目标定位1.明确验证动量守恒定律的原理和基本思路.2.掌握直线运动物体速度的测量方法,一、实验原理 为了使问题简化，这里研究两个物体的碰撞，且碰撞前两物体沿同一直线运动，碰撞后仍沿该直线运动 1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，如果速度与我们规定的正方向相同取正值，相反取负值 根据实验求出两物体碰前总动量pm1v1m2v2，碰后总动量pm1v1m2v2，看p与p是否相等，从而验证动量守恒定律,2实验设计需要考虑的问题： (1)如何保证碰撞前、后两物体速度在同一条直线上 (2)如何测定碰撞前、后两物体的速度,二、实

2、验案例气垫导轨上的实验 气垫导轨、气泵、光电计时器、天平等 气垫导轨装置如图1所示，由导轨、滑块、挡光片、光电门等组成，在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上(如图2所示)，这样大大减小了由摩擦产生的影响,图1,图2,天平,光电计时器,预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中,实验步骤 1如图2所示调节气垫导轨，使其水平是否水平可按如下方法检查：打开气泵后，导轨上的滑块应该能保持静止 2按说明书连接好数字计时器与光电门 3如图3所示，把中间夹有弯形弹簧片的两滑块置于光电门中间保持静止，烧断拴弹簧片的

3、细线，测出两滑块的质量和速度，将实验结果记入设计好的表格中,图3,4如图4所示，在滑块上安装好弹性碰撞架将两滑块从左、右以适当的速度经过光电门后在两光电门中间发生碰撞，碰撞后分别沿各自碰撞前相反的方向运动再次经过光电门，光电计时器分别测出两滑块碰撞前后的速度测出它们的质量后，将实验结果记入相应表格中 图4,5如图5所示，在滑块上安装好撞针及橡皮泥，将装有橡皮泥的滑块停在两光电门之间，装有撞针的滑块从一侧经过光电门后两滑块碰撞，一起运动经过另一光电门，测出两滑块的质量和速度，将实验结果记入相应表格中 图5,6根据上述各次碰撞的实验数据寻找物体碰撞中动量变化的规律 气垫导轨实验数据记录表,实验结论

4、：碰撞前后两滑块的动量之和保持不变，即碰撞中两滑块组成的系统动量守恒,典例分析 【例1】现利用图6(a)所示的装置验证动量守恒定律在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间,图6,答案见解析,例2】某同学利用气垫导轨做“验证碰撞中的动量守恒”的实验，气垫导轨装置如图7所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成 图7,1)下面是实验的主要步骤： 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； 向气垫导轨通入压缩空

5、气； 接通光电计时器； 把滑块2静止放在气垫导轨的中间； 滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； 释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动,读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑块1通过光电门1的挡光时间t110.01 ms，通过光电门2的挡光时间t249.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间t38.35 ms； 测出挡光片的宽度d5 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为m1300 g，滑块2(包括弹簧)质量为m2200 g； (2)数据处理与实验结论： 实验中气垫导轨的作用是： A._， B_,碰撞前滑块1的速度v1为_m/s；碰撞后滑块1的速度v2为_m/s；滑块2的速度v3为_m/s；(结果保留两位有效数字) 在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出碰撞前后系统的总动量和总动能如何变化？通过对实验数据的分析说明理由 a_；b._,答