高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：验证动量守恒定律完美版备课作业ppt课件

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第4节　实验： 验证动量守恒定律导学案【学习目标】1.能依据已有知识合理设计实验方案。2.能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。3.能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论。4.坚持实事求是，在合作中既能坚持观，点又能修正错误。【学习重难点】1.教学重点：分析处理实验数据，根据实验数据验证动量守恒定律。2.教学难点：设计验证动量守恒定律的实验方案。【知识回顾】一、　相互作用的两个物体的动量改变1．建构碰撞模型：如图中在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A，B，当B追上A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别是v′1和v′2。碰撞过程中A所受B对它的作用力是F1，B所受A对它的作用力是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间 ，用Δt表示。2．推导过程：(1)以物体A为研究对象，根据动量定理，物体A动量的变化量等于它所受作用力F1的冲量，即F1Δt＝ ①(2)以物体B为研究对象，物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量，即F2Δt＝ ②(3)根据牛顿第三定律可知两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力F1与F2大小相等、方向相反，故有F1＝－F2。③(4)整理①②③得m1v′1＋m2v′2＝ 。3．归纳总结两个物体碰撞后的动量之和 碰撞前的动量之和。二、动量守恒定律1．系统、内力和外力(1)系统相互作用的两个或几个物体组成一个力学 。(2)内力系统 物体间的相互作用力。(3)外力系统 的物体对系统 的物体的作用力。2．动量守恒定律(1)内容如果一个系统不受 ，或者所受 的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。(2)表达式对两个物体组成的系统，常写成：p1＋p2＝ 或m1v1＋m2v2＝ (3)适用条件系统不受 或者所受 之和为零。三、动量守恒定律的普适性动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的 领域。【自主预习】一、实验思路让两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动，创造条件，使系统所受外力的矢量和近似为0，满足 的条件。物理量的测量研究对象确定后，还需要明确所需测量的物理量和实验器材。需要测量物体的__ __，以及两个物体发生碰撞前后各自的__ _。物体的质量可用__ _直接测量。三、数据分析选取质量不同的两个物体进行碰撞，测出物体的质量(m1，m2)和碰撞前后的速度(v1，v′1，v2，v2′)，若满足m1v1＋m2v2＝__ __，则验证了碰撞前后总__ __守恒。【课堂探究】【新课导入】1.系统动量守恒的条件是什么？2.系统满足动量守恒定律的公式是什么？上一节课我们分别通过动量定理和牛顿运动定律两个不同的角度，理论上证明了动量守恒定律，那么我们如何通过实验来加以验证呢？【新课教学】任务一、实验思路问题：生活中什么样的过程可以尽可能的满足动量守恒的条件？任务二、物理量的测量根据动量守恒定律的表达式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'，实验中我们需要测量哪些物理量？2.如何测两个物体的质量？3.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？任务三、数据分析利用碰撞进行验证动量守恒定律时，在数据分析上会存在哪些困难，我们如何设计实验才能方便数据分析？任务四、方案设计方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒实验器材：请根据以下两个问题设计实验方案：（1）如何调整使系统合外力为0？（2）实验得到什么样的结果说明系统动量守恒？实验步骤：实验数据记录与处理如何进行设计分析得出什么样的结论？实验结论：注意事项利用该实验进行实验时，应怎样注意哪些事项？方案二：用平抛演示仪装置验证动量守恒定律实验器材：图4请根据以下两个问题设计实验方案：（1）该实验动量守恒的条件是什么？（2）实验得到什么样的结果说明系统动量守恒？实验步骤实验数据记录与处理如何进行设计分析得出什么样的结论？实验结论结论:注意事项利用该实验进行实验时，应怎样注意哪些事项？方案三：单摆测速验证动量守恒图6请根据以下两个问题设计实验方案：（1）该实验动量守恒的条件是什么？（2）实验得到什么样的结果说明系统动量守恒？实验步骤实验数据记录与处理如何进行设计分析得出什么样的结论？实验结论：碰撞前两小球的动量之和等于碰撞后两小球的动量之和。方案四：用打点计时器验证动量守恒实验器材请根据以下两个问题设计实验方案：（1）如何调节使该实验装置动量守恒？（2）实验得到什么样的结果说明系统动量守恒？实验步骤实验数据记录与处理如何进行设计分析得出什么样的结论？实验结论在实验误差允许范围内，碰撞前后两个小车的动量守恒。【自我测评】1.气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)。实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；c．将A、B静止放置在气垫导轨上，在A和B间放入一个被压缩的轻质弹簧，用电动卡销锁定；d．用刻度尺测出滑块A的左端至挡板C的距离L1；e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2。(1)实验中还应测量的物理量是__ __。(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是 ，上式中算得A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是：①__ __；② 。2.如图所示，斜槽末端水平，小球m1从斜槽某一高度由静止滚下，落到水平面上的P点。今在槽口末端放一与m1半径相同的球m2，仍让球m1从斜槽同一高度滚下，并与球m2正碰后使两球落地，球m1和m2的落地点分别是M、N。已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。则：(1)两小球质量的关系应满足___。A．m1＝m2　 B．m1>m2　　C．m1

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