動量守恒定律教案

課題：1.4驗證動量守恒定律一、教學目的1.教學目的：能通過實驗驗證動量守恒定律。2.學習目的：懂得驗證動量守恒定律的實驗辦法有哪些；懂得驗證過程中需要測量的物理量及其測量辦法；能夠通過列表法和計算對數(shù)據(jù)進行解決。3.學習重難點：【重點】用兩種實驗方案驗證動量守恒的實驗思路與注意事項；【難點】兩種實驗方案中各物理量的測量及實驗數(shù)據(jù)分析。二、學習過程與指導導學指導學習過程知識檢測閱讀課本16頁內(nèi)容★【導入】：思考：（1）驗證動量守恒實驗中那些物體構(gòu)成了要研究的系統(tǒng)？如何發(fā)明實驗條件，使系統(tǒng)所受外力矢量和近似為零？需要測量那些物理量？如何進行驗證？閱讀課本16-17頁內(nèi)容★【自學】實驗思路讓兩個物體碰撞前沿同始終線運動，碰撞后仍沿這條直線運動，發(fā)明條件，使系統(tǒng)所受外力的矢量和近似為0，滿足____________的條件。物理量的測量研究對象擬定后，還需要明確所需測量的物理量和實驗器材。需要測量物體的________，以及兩個物體發(fā)生碰撞前后各自的________。物體的質(zhì)量可用________直接測量。數(shù)據(jù)分析選用質(zhì)量不同的兩個物體進行碰撞，測出物體的質(zhì)量(m1，m2)和碰撞前后的速度(v1，v′1，v2，v2′)，若滿足m1v1＋m2v2＝__________________，則驗證了碰撞前后總________守恒。閱讀課本17-18頁內(nèi)容任務一、會研究氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒指導：(1)質(zhì)量的測量：用天平測量.(2)速度的測量：v＝Δx/Δt，式中的Δx為滑塊上擋光板的寬度，Δt為數(shù)字計時顯示屏顯示的滑塊上的擋光板通過光電門的時間.(3)碰撞情景的實現(xiàn)：如圖所示，運用彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設計多個類型的碰撞，運用在滑塊上加重物的辦法變化碰撞物體的質(zhì)量.(4)器材：氣墊導軌、數(shù)字計時器、滑塊(帶擋光板)兩個、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥、天平.★【練】1.某同窗運用氣墊導軌做“驗證動量守恒定律”的實驗，氣墊導軌裝置如圖所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架、光電門等構(gòu)成.(1)下面是實驗的重要環(huán)節(jié)：①安裝好氣墊導軌，調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導軌水平；②向氣墊導軌通入壓縮空氣；③接通數(shù)字計時器；④把滑塊2靜止放在氣墊導軌的中間；⑤滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；⑥釋放滑塊1，滑塊1通過光電門1后與左側(cè)帶有固定彈簧(未畫出)的滑塊2碰撞，碰后滑塊2和滑塊1依次通過光電門2，兩滑塊通過光電門2后依次被制動；⑦讀出滑塊通過光電門的擋光時間分別為：滑塊1通過光電門1的擋光時間Δt1＝10.01ms，通過光電門2的擋光時間Δt2＝49.99ms，滑塊2通過光電門2的擋光時間Δt3＝8.35ms；⑧測出擋光板的寬度d＝5mm，測得滑塊1的質(zhì)量為m1＝300g，滑塊2(涉及彈簧)的質(zhì)量為m2＝200g.(2)數(shù)據(jù)解決與實驗結(jié)論：①實驗中氣墊導軌的作用是：A._____________________；B.______________________.②碰撞前滑塊1的速度v1為__________m/s；碰撞后滑塊1的速度v2為__________m/s；碰撞后滑塊2的速度v3為__________m/s；(成果均保存兩位有效數(shù)字)③碰撞前系統(tǒng)的總動量為m1v1＝________.碰撞后系統(tǒng)的總動量為m1v2＋m2v3＝________.由此可得實驗結(jié)論：__________________________________.閱讀課本17-18頁內(nèi)容方案二：會驗證斜槽末端小球碰撞時的動量守恒指導：1、(1)用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球為入射小球。(2)按照如圖所示安裝實驗裝置，調(diào)節(jié)固定斜槽使斜槽末端切線水平。(3)白紙在下，復寫紙在上且在適宜位置鋪放好。記下鉛垂線所指的位置O。(4)不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復10次。用圓規(guī)畫盡量小的圓把全部的小球落點圈在里面，圓心P就是小球落點的平均位置。(5)把被撞小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復實驗10次。用環(huán)節(jié)(4)的辦法，標出碰后入射小球落點的平均位置M和被撞小球落點的平均位置N，如圖所示。(6)連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度。將測量數(shù)據(jù)填入自制的表中。計算m1OP及m1OM＋m2ON，看在誤差允許的范疇內(nèi)與否相等。2、本實驗方案需要注意的事項(1)入射小球的質(zhì)量m1不不大于被碰小球的質(zhì)量m2(m1>m2).(2)入射小球半徑等于被碰小球半徑.(3)入射小球每次必須從斜槽上同一高度處由靜止?jié)L下.(4)斜槽末端的切線方向水平.(5)為了減小誤差，需要找到不放被碰小球及放被碰小球時小球落點的平均位置.為此，需要讓入射小球從同一高度多次滾下，進行多次實驗.★【練】2.“驗證碰撞中的動量守恒”實驗裝置如圖所示，讓質(zhì)量為m1的小球A從斜槽上的某一位置自由滾下，與靜止在支柱上大小相等、質(zhì)量為m2的小球B發(fā)生碰撞.(球A運動到水平槽末端時剛好與B球發(fā)生碰撞)(1)安裝軌道時，規(guī)定軌道末端___________(2)兩小球的質(zhì)量應滿足m1_____m2.(3)實驗中還應測量的物理量是________.A.兩小球的質(zhì)量m1和m2B.小球A的初始高度hC.軌道末端切線離地面的高度HD.兩小球平拋運動的時間tE.球A單獨滾下時的落地點P與O點的距離sOPF.碰后A、B兩小球的落地點M、N與O點的距離sOM和sON(4)若碰撞中動量守恒，根據(jù)圖中各點間的距離，下列式子可能成立的是_____(6)若碰撞過程無機械能損失，除動量守恒外，還需滿足的關(guān)系式是____________________________.(用所測物理量的符號表達)★【展】★【思】小組討論總結(jié)反思本節(jié)課三、鞏固診療A層(多選）在“碰撞中的動量守恒實驗”中，實驗必須規(guī)定的條件（）A.斜槽軌道必須光滑B.斜槽軌道末端的切線必須水平C.入射小球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下D.碰撞的瞬間，入射小球和被碰小球的球心連線與軌道末端的切線平行B層(多選)在“碰撞中的動量守恒”實驗中，儀器按規(guī)定安裝好后開始實驗，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接靜止放在斜槽末端的水平部分，在白紙上統(tǒng)計下重錘位置和各小球落點的平均位置依次為O、A、B、C，如圖所示，設入射小球和被碰小球的質(zhì)量依次為m1、m2，則下列說法中對的的有（）A．第一、二次入射小球的落點依次是A、BB．第一、二次入射小球的落點依次是B、AC．第二次入射小球和被碰小球?qū)⑼瑫r落地D．m1AB=m2OC