1.4实验：验证动量守恒定律课件高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第一章动量守恒定律第4节实验：验证动量守恒定律++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++高中物理2019人教版-选择性必修第一册-BHGZWLLXJ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

知识回顾1、动量守恒定律的内容？

如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。2、动量守恒定律的表达式？

p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′3、动量守恒的条件？①

系统不受外力或所受合外力为零②

合外力不为零，但内力≫外力，且作用时间极短，如爆炸，碰撞等。③

系统在某一方向上合外力为零，可认为系统在该方向上动量守恒。

一、实验思路1、为了方便实验与计算，应该设计那种情景验证动量守恒定律？碰撞

为了简便，可使两个物体碰撞前后均沿同一直线运动（一维碰撞）。2、实验中需要测量哪些物理量？①

物体的质量:m1和m2②

物体碰撞前后的速度:v1、v2、v1'、v2'想一想：如何测量物体碰撞前后的速度？根据你所学以往知识能说出几种。①

利用打点计时器测速②

利用光电门测速③

利用平抛运动测速

……

二、方案设计（一）、气垫导轨光电门法①利用气垫导轨来减小摩擦力。②利用光电计时器测量滑块碰撞前后的速度。③通过在滑块上添加已知质量的物块来改变碰撞物体的质量。想一想：气垫导轨是否需要调成水平？

实验时气垫导轨需要调成水平，使物块在导轨上能做匀速直线运动。（一）、气垫导轨光电门法本实验可以研究以下几种情况的碰撞：碰撞后分开碰撞后连成一体分裂为两部分向相反方向运动原来连在一起的物体由于有相互斥力而分开，这也是一种碰撞（一）、气垫导轨光电门法碰撞情况Ⅰ:碰撞后分开运动滑块A撞击静止滑块B（mA＞mB）弹性碰撞架滑mAv1=mA·v2+mBv3碰撞情况Ⅱ:

碰撞后连成一体（一）、气垫导轨光电门法运动滑块A撞击静止滑块B，撞后两者粘在一起。mAv=(mA+mB)v共（一）、气垫导轨光电门法碰撞情况Ⅲ:

分裂为两部分，向相反方向运动

两个滑块间放置一轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块固定。烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动。0=mAvA-mBvB（一）、气垫导轨光电门法注意事项：①

实验之前需要将气垫导轨调节水平；②实验时应该确保发生的是一维碰撞；③记录数据时应规定正方向，若速度方向与规定方向相反，则取负值。误差分析：(1)碰撞可能不是精确的一维碰撞。(2)碰撞中其他力(例如：摩擦力、空气阻力等)的影响带来的误差。(3)测量和读数的准确性带来的误差，实验中应规范测量和读数，同时增加测量次数，取平均值，尽量减小偶然误差的影响。（二）、平抛运动法1、思路:

使入射小球从斜槽不同高度处滚下，测出两球的质量以及它们每次碰撞前后的速度，就可以验证动量守恒定律。小球碰撞前后瞬间的速度方向都是水平的，由平抛知识有：v1=x1/tv1′=x1′/tv2=x2/t可以不测速度的具体数值，用水平位移x代替速度进行验证。本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。思想方法：等效替代2、物理量的测量:小球质量

——用天平测量碰撞前后瞬间的速度

——用平抛知识求出（二）、平抛运动法3、实验要点:

①

为防止入射球反弹，选质量大的小球为入射小球（m1＞m2）②

为保证对心碰撞，两球的半径应相等（r1=r2）③

安装实验装置时，应使斜槽末端水平。④

为便于确定小球水平位移，可用铅垂线记录斜槽末端在水平地面投影的位置（O点位置）；在水平地面上适当位置铺放白纸，在白纸上铺放复写纸

，确定小球落点的位置。⑤每次小球下滑要从同一位置处由静止释放，用球心在水平地面的投影点到平均落点的距离表示小球的水平位移。圆心为小球平均落点（二）、平抛运动法

思考与讨论：①

使用的斜槽必须要光滑吗?②实验中需要测量时间吗？需要测量桌面的高度吗？③

怎么分清图中的三个落点？④

请写出验证关系式。验证动量守恒定律2、数据测量：由m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'知，需测质量和速度3、实验方案：1、实验思路：

利用一维内力远大于外力碰撞的方式，验证动量守恒①气垫导轨光电门法②平抛运动法

课堂小结1．现用如图所示装置验证动量守恒定律，现给滑块A向右的初速度，使它与静止的B相碰。碰前与光电门1相连的光电计时器显示的时间是t1，碰后与光电门1相连的光电计时器显示的时间是t2，与光电门2相连的光电计时器显示的时间是t3，滑块A的质量m1，滑块B的质量m2(1)验证碰撞中动量守恒，需验证表达式为_______（用m1,m2,t1,t2,t3表示）(2)要验证碰撞是弹性碰撞，需要验证的表达式为_______（用t1,t2,t3表示）(3)假设碰撞是弹性碰撞，为保证碰后A向左运动，则m1

m2（填>,<或=）2．如图所示为“验证动量守恒定律”实验装置的示意图。（1）在以上几个量中必须测量的是OP、OQ、________的距离。除这些量外，实验中还应测量的物理量是入射小球的质量m1和__________（用文字表述，并明确一个表示该量的符号）。（2）实验最终要验证的表达式为____________________。（用上边的符号表示）（3