1.4驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課件

第一章動(dòng)量守恒定律第4節(jié)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

讓兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿這條直線運(yùn)動(dòng)，創(chuàng)造條件，使系統(tǒng)所受外力的矢量和近似為0，滿足____________的條件。動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)思路

研究對(duì)象確定后，還需要明確所需測(cè)量的物理量和實(shí)驗(yàn)器材。需要測(cè)量物體的________，以及兩個(gè)物體發(fā)生碰撞前后各自的________。物體的質(zhì)量可用________直接測(cè)量。質(zhì)量物理量的測(cè)量速度天平選取質(zhì)量不同的兩個(gè)物體進(jìn)行碰撞，測(cè)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(yàn)證了碰撞前后總________守恒。m1v′1＋m2v2′

數(shù)據(jù)分析動(dòng)量

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律方案一：研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒1.實(shí)驗(yàn)器材氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊兩個(gè)(帶擋光片)、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥。實(shí)驗(yàn)裝置4方案一：氣墊導(dǎo)軌橡皮筋光電門擋光片

3.幾種不同情形的碰撞（1）選取兩個(gè)質(zhì)量不同的滑塊，在兩個(gè)滑塊相互碰撞的端面裝上彈性碰撞架滑塊碰撞后隨即分開。甲：滑塊碰撞后分開（2）兩個(gè)滑塊的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，使兩個(gè)滑塊連成一體運(yùn)動(dòng)。如果在兩個(gè)滑塊的碰撞端分別貼上尼龍拉扣，碰撞時(shí)它們也會(huì)連成一體。乙：滑塊碰撞后粘連（3）原來(lái)連在一起的物體由于有相互斥力而分開，這也是一種碰撞，例如在兩個(gè)滑塊間放置輕質(zhì)彈簧，擠壓兩個(gè)滑塊使彈簧壓縮，并用一根細(xì)線將兩個(gè)滑塊固定。燒斷細(xì)線，彈簧彈開后落下，兩個(gè)滑塊由靜止向相反方向運(yùn)動(dòng)。丙：彈簧使靜止滑塊分開參考案例一中的幾種情況10一個(gè)運(yùn)動(dòng)滑塊撞擊靜止滑塊，（mAv+mB·0=mA·0+mBv）兩者交換速度，總動(dòng)量不變。兩個(gè)靜止滑塊被彈簧片彈開，一個(gè)向左，一個(gè)向右，總動(dòng)量依然為零。（0=mAv-mBv）一個(gè)運(yùn)動(dòng)滑塊撞擊靜止滑塊，撞后兩者粘在一起，總動(dòng)量不變。mAv=(mA+mB)v共兩個(gè)滑塊質(zhì)量相等3.實(shí)驗(yàn)步驟（1）用天平測(cè)量?jī)苫瑝K的質(zhì)量m1、m2，填入預(yù)先設(shè)計(jì)好的表格中。（2）安裝好安裝光電門、氣墊導(dǎo)軌并調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平。（3）使兩滑塊依次發(fā)生甲、乙、丙圖所示的碰撞情況，記錄擋光時(shí)間，計(jì)算滑塊碰撞前后的速度。（4）驗(yàn)證：滑塊碰撞前后動(dòng)量守恒。（5）整理實(shí)驗(yàn)儀器。記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向。若速度方向與規(guī)定的正方向相同，則速度取正值，若速度方向與規(guī)定方向相反，則取負(fù)值。思考：如果物體碰撞后的速度方向與原來(lái)的方向相反，應(yīng)該怎樣記錄？4.注意事項(xiàng)1）保證是一維碰撞。2）氣墊導(dǎo)軌是一種精度較高的現(xiàn)代化教學(xué)儀器。切忌振動(dòng)、重壓，嚴(yán)防碰傷和劃傷，絕對(duì)禁止在不通氣的情況下將滑行器在軌面上滑磨。調(diào)整水平時(shí)注意利用水平儀。3）由于碰撞的情形很多，猜想的不變量只有在各種方案中都不變才能符合要求，成為實(shí)驗(yàn)結(jié)論。4）考慮到速度的矢量性，記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向。若速度方向與規(guī)定的正方向相同，則速度取正值，若速度方向與規(guī)定方向相反，則取負(fù)值?！緦?shí)驗(yàn)方案一】利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)方案一】利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)5.誤差分析(1)碰撞可能不是精確的一維碰撞。(2)碰撞中其他力(例如：摩擦力、空氣阻力等)的影響帶來(lái)的誤差。(3)測(cè)量和讀數(shù)的準(zhǔn)確性帶來(lái)的誤差，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)規(guī)范測(cè)量和讀數(shù)，同時(shí)增加測(cè)量次數(shù)，取平均值，盡量減小偶然誤差的影響。方案二：用平拋演示儀裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1、實(shí)驗(yàn)裝置斜槽（末端水平）兩個(gè)小球復(fù)寫紙白紙?zhí)炱?、刻度尺、重垂線PMNOm1m2

測(cè)出小球落點(diǎn)的水平距離可根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算出小球的水平初速度。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想巧妙之處在于用長(zhǎng)度測(cè)量代替速度測(cè)量。2、實(shí)驗(yàn)原理PMNOm1m2m1

>m2，以免碰撞后小球反彈。

m1只有入射小球從固定點(diǎn)下落時(shí)的情況實(shí)驗(yàn)過(guò)程動(dòng)畫模擬OPm1m2碰撞前后的動(dòng)態(tài)過(guò)程MNOP實(shí)驗(yàn)過(guò)程動(dòng)畫模擬MNOPm1m2碰撞后的軌跡示意圖實(shí)驗(yàn)過(guò)程動(dòng)畫模擬202.本實(shí)驗(yàn)在誤差允許的范圍內(nèi)驗(yàn)證上式成立。兩小球碰撞后均作平拋運(yùn)動(dòng)，用水平射程間接表示小球平拋的初速度：OP：mA以vA平拋時(shí)的水平射程OM：mA以v'A平拋時(shí)的水平射程ON：mB以v'B平拋時(shí)的水平射程驗(yàn)證的表達(dá)式：mA·OP=mA·OM+mB·ON1.兩小球在水平方向發(fā)生正碰，水平方向合外力為零，動(dòng)量守恒；21需測(cè)量的物理量：

1．用天平測(cè)兩球質(zhì)量mA、mB2．用米尺測(cè)量水平射程：OP、OM、ON221.先用天平稱量出兩個(gè)小球的質(zhì)量mA、mB。3.在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。2.安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，注意使實(shí)驗(yàn)器的斜槽末端點(diǎn)的切線水平。4.在白紙上記下重垂線所指的位置O，它表示入射小球mA碰撞前球心的豎直投影位置。3、實(shí)驗(yàn)步驟235.先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一位置處?kù)o止?jié)L下，重復(fù)10次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射小球不碰撞時(shí)的落地點(diǎn)。圓心即為小球平均落點(diǎn)246.把被碰小球放在斜槽軌道末端，讓入射小球從同一位置靜止?jié)L下，使它們發(fā)生正碰，重復(fù)10次，同理求出入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。7.用刻度尺測(cè)出線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度，把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的水平位移數(shù)值代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看等式是否成立。25261.斜槽末端要切線要水平；2.每次小球下滑要從同一位置處由靜止釋放；

3.要保證對(duì)心碰撞，兩球必須大小相等；4、注意事項(xiàng)：274.小球的諸多落點(diǎn)要用用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)都圈在里面，該小圓的圓心即為小球的平均落點(diǎn)；5.入射小球的質(zhì)量mA和被碰小球的質(zhì)量mB的大小關(guān)系是mA

>mB

。

方案三：擺球、量角器aABb

BAa

b

BA碰撞前碰撞后ab

=0a

=0b

a

b

課堂小結(jié)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)