1.4《实验：验证动量守恒定律》课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

上节回溯1．系统；2．内力；3．外力；4．动量守恒定律；5．动量守恒定律的适用条件；二、知识讲解——实验思路问题引入动量守恒定律的适用条件是系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0。现实生活中所有的物体都会受到各种力的作用，很难满足这种理想化的条件。但是，在某些情况下，可以近似满足动量守恒的条件，想一想，哪些情况可以近似满足动量守恒条件。实验思路二、知识讲解——进行实验我们把发生碰撞的两个物体看做一个系统，当这个系统所受的外力的矢量和不为零，但与系统内两个物体间的相互作用力相比很小时，可以近似认为碰撞满足动量守恒定律的条件。设计实验

试着设计一个实验来验证动量守恒定律，并思考以下问题：(1)实验中哪些物体构成了要研究的系统？(2)如何创造条件，使得整个系统可以近似看作满足动量守恒的条件？(3)需要测量哪些物理量？(4)如何处理数据证明动量守恒？二、知识讲解——进行实验研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

实验原理：利用气垫导轨减小摩擦力，创造实验条件，用天平测量两个碰撞滑块的质量，利用光电门和数字计时器来测量滑块碰撞前后的速度。

实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块两个（带遮光条）、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。二、知识讲解——进行实验不同情况的碰撞：

1．选取两个质量不同的滑块，在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架，滑块碰撞后随即分开。2．在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动。如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙搭扣，碰撞时它们也会连成一体。研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒二、知识讲解——进行实验不同情况的碰撞：3．在两个滑块间放置轻质弹簧，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，两滑块由静止向相反方向运动。研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒二、知识讲解——进行实验实验步骤：(1)利用天平测量两个滑块的质量m1、m2，记录到数据表格中；(2)安装好气垫导轨和光电门，气垫导轨水平放置；(3)依次进行三种情况的碰撞实验，记录滑块上两个滑块上遮光条的长度Δx，和两个滑块通过光电门的时间Δt；研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒二、知识讲解——进行实验实验数据：遮光条的长度：Δx1＝

；Δx2＝

；

实验滑块质量碰撞前滑块1通过光电门的时间碰撞后两滑块通过光电门的时间m1/kgm2/kgΔt1/sΔt′1/sΔt2/s滑块碰撞后分开滑块碰撞后粘连弹簧使静止滑块分开研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒二、知识讲解——进行实验

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒二、知识讲解——进行实验实验原理：让一个质量较大的小球（入射小球）从斜槽上滚下，跟放在斜槽末端的另一个大小相同、质量较小的小球（被碰小球）发生正碰。然后测量小球落点距离斜槽末端的水平距离，可以通过平抛运动的知识求出两球碰撞前后的速度。

因为，小球下落高度相同，所以飞行时间相同，因此，小球碰撞之后的速度之比，就等于小球飞行的水平距离之比。研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒二、知识讲解——进行实验实验器材：天平，两个大小相等、质量不同的小球，末端水平的斜槽，白纸，复写纸，刻度尺，重垂线，支架，圆规。研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒二、知识讲解——进行实验实验步骤：1．用天平测量两小球的质量m1

、m2，记录到数据表格中；2．安装好实验装置，斜槽末端点必须保持水平；3．在桌面上铺好一张白纸固定好，然后在白纸上固定一张复写纸；4．在白纸上记下，重垂线所指的位置O点；5．先不放被碰小球，让入射小球从同一高度静止滚下，重复十次，然后利用圆规将白纸上小球落点的印记尽可能画在同一圆中，标出圆心P点。6．将被碰小球放在斜槽末端点，然后让入射小球从刚才的高度静止滚下，重复十次，同理标出入射小球落点的圆心

M和被碰小球落点的圆心N

；研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒二、知识讲解——进行实验实验步骤：7．用刻度尺分别测量，O

点到M、P、N的距离OM、OP、ON

，记录到数据表格中。实验数据：入射小球质量m1/kg被碰小球质量m2

/kgOM的长度x1/cmOP的长度x2/cmON的长度x3/cm研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒二、知识讲解——进行实验数据处理：因为小球的下落高度相同，因此飞行时间相同，小球碰撞后的速度之比就等它们落地时飞行的水平距离之比，只要验证m1x2＝m1x1＋m2x3

即可。研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒二、知识讲解——进行实验小结01实验原理；实验器材；实验步骤；数据处理；020304练习1.如图所示为验证动量守恒定律的实验装置，气垫导轨置于水平桌面上，G1和G2为两个光电门，A、B

均为弹性滑块，质量分别为mA、mB，且mA大于mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：（1）调节气垫导轨成水平状态；（2）轻推滑块A，测得A通过光电门G1的遮光时间为t1；（3）A

与B

相碰后，B

和A

先后经过光电门G2的遮光时间分别为t2

和t3。练习回答下列问题：①实验中选择mA

大于mB

的目的是：；②利用所测物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为：。保证碰撞后滑块A

不反弹练习回答下列问题：①实验中选择mA

大于mB