物理选择性必修 第一册4 实验：验证动量守恒定律课文配套ppt课件

这是一份物理选择性必修 第一册4 实验：验证动量守恒定律课文配套ppt课件，共16页。PPT课件主要包含了谢君一赏，contents，教学目的，PART01，学习任务，PART02，实验思路，PART03，实验方案一，PART04等内容，欢迎下载使用。
1.会结合已掌握的知识探究碰撞过程中的不变量2.掌握两个物体碰撞前后的速度的测量方法3.掌握实验的处理方法
1.了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点2.明确验证动量守恒定律的基本思路。3.验证一维碰撞中的动量守恒。4.知道实验数据的处理方法。
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。这就是动量守恒定律。
如何用实验验证动量守恒定律
(1)系统不受外力；(理想条件)
(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件)
(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；(近似条件）
(4)系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在这一方向上动量守恒.(单向条件)
1、验证动量守恒遇到什么困难？
2、实验中哪些物体组成了要研究的系统？
研究物体碰撞过程，作用时间很短，作用力很大。 系统虽然受到重力、支持力、摩擦力、空气阻力等外力作用，但有些力的矢量和为0，有些力与系统内两物体相互作用力相比很小，可近似认为碰撞过程满足动量守恒定律的条件
3、如何创造实验条件，使系统所受外力的矢量和近似为0？
4、需要测量哪些物理量？
两个相互碰撞的物体
利用气垫导轨尽量减小阻力，重力与支持力平衡，系统外力矢量和为0
物体质量用天平测量，速度用光电门无接触测量。
实验方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
利用气垫导轨来减小摩擦力，利用光电计时器测量滑块碰撞前后的速度。实验装置如图所示。可以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。
议一议：①气垫导轨是否需要调成水平？如果需要，你能想出哪些办法？②如果物体碰撞后的速度方向与原来的方向相反，应该怎样记录？
①安装好气垫导轨和光电门，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平②测得A和B两滑块上遮光片的宽度均为d③得到A、B两滑块(包含遮光片)的质量m1、m2④向气垫导轨通入压缩空气⑤利用气垫导轨左右的弹射装置，使滑块A、B分别向右和向左运动，测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为Δt1和Δt2⑥观察发现滑块A、B碰撞后通过粘胶粘合在一起，运动方向与滑块B碰撞前运动方向相同，此后滑块A再次经过光电门时挡光时间为Δt
①调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使导轨成水平状态②测量滑块的质量mC、mD，在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条橡皮筋捆绑住三者成一水平整体，静置于导轨中部③将光电门尽量靠近滑块C、D两端；④烧断捆绑的橡皮筋，使滑块C、D在弹簧作用下分离，分别通过光电门A、B；⑤由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时挡光条持续挡光的时间tC，以及滑块D第一次通过光电门B时挡光条持续挡光的时间tD
某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等装置进行“验证动量守恒定律”的实验，如图所示，A、B两滑块做相向运动，已知安装在A、B两滑块上的窄片宽度均为d，在碰撞前滑块A、B经过光电门时，窄片挡光时间分别为Δt1和Δt2，碰撞后滑块A、B粘合在一起运动，运动方向与碰撞前滑块B运动方向相同，此后滑块A再次经过光电门时窄片挡光时间为Δt。
(1)滑块A、B碰撞前速度的大小分别为vA=_______，vB=________。(2)为了验证碰撞中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有______。A. 滑块A包括窄片的总质量m1 B. 滑块B包括窄片的总质量m2C. 碰撞后滑块B经过光电门时窄片挡光的时间ΔtBD. 两个光电门之间的距离L(3)为了验证碰撞中动量守恒定律，需要验证的关系是_______。(用题干中已知量字母和(2)问中所选已知量的字母表示)。
实验方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
将斜槽固定在铁架台上，使槽的末端水平。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。 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。
两球碰撞前后的速度，可以利用平抛运动的知识求出。 在这个实验中也可以不测量速度的具体数值。做平抛运动的小球落到地面，它们的下落高度相同，飞行时间也就相同。因此，小球碰撞后的速度之比就等于它们落地时飞行的水平距离之比。
1、实验装置中的铅锤线起什么作用？2、如何记录并测量小球飞出的水平距离？
①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；②让质量为m1的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置；③把质量为m2的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为x1、x2、x3。
用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。实验步骤如下：1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
(1)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有_____。A.A、B两点间的高度差h1 B.B点离地面的高度h2C.小球1和小球2的质量m1、m2 D.小球1和小球2的半径r(2)验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为___________________(用所测物理量的字母表示)。