2017-2018学年高中物理第一章碰撞与动量守恒实验验证动量守恒定律教学案粤教版选

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1、实验验证动量守恒定律之说对应学生用书页码P15一、实验目的1.验证一维碰撞中的动量守恒。2.探究一维弹性碰撞的特点。二、实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量刃和碰撞前后物体的速率亍、/,找出碰撞前的动量Q=IIhV~~IIbV2及碰撞后的动量=IIhV'+//kV2,,看碰撞前后动量是否守恒。三、实验器材方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。方案三：光滑氏木板、

2、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。方案四：斜槽，大小相等质塑不同的小钢球两个，重垂线一条，白纸，复写纸，天平台，刻度尺，圆规。四、实验步骤方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出滑块质量。(2)安装：正确安装好气垫导轨。(3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量，②改变滑块的初速度人小和方向)。(4)验证：一维碰撞中的动量守恒。方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出两小球的

3、质量〃入、叫(2)安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。(3)实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。(4)测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验。(6)验证：一维碰撞中的动量守恒o方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出两小车的质量。(2)安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装

4、上撞针和橡皮泥。(1)实验：接通电源，让小车力运动，小车〃静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动。(2)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间，由7=总算出速度。(3)改变条件：改变碰撞条件、重复实验。(4)验i止:一维碰撞中的动量守恒方案卩比利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验⑴先用天平测11!小球质量例、皿。(2)按图实一1所示那样安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度,且碰撞瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末

5、端的切线平行，以确保正碰后的速度方向水平。(3)在地上铺一•张白纸，在白纸上铺放复写纸。(4)在白纸上记下重垂线所指的位置a它表示入射球別碰前的位置。用圆规1田j尽可(5)先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度处滚下，重复10次，能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球发生碰撞前的落地点/<(6)把被碰小球放在小支柱上，让入射小球从同一高度滚下，使它发生正碰，重复10次，仿步骤5求岀入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置M(7)过0和川在纸上作一直线。(8)用刻度尺量出线

6、段0爪OP、OV的长度。把两小球的质量和相应的数值代入加•OP=Hh•OM+m>•ON,看是否成立。(9)整理实验器材放冋原处。五、注意事项1.前提条件碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。2.方案提醒(1)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平。(2)若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直面内。(3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力。(4)若利用斜槽小球碰撞应注意：①斜槽

7、末端的切线必须水平。②把被碰小球放在斜槽末端。①入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放。②选质量较大的小球作为入射小球。③实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置耍始终保持不变。1.探究结论寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。六、误差分析1.系统误差主要来源于装置本身是否符合要求，B

8、J：(1)碰撞是否为一维碰撞。(2)实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力。2.偶然误差主要来源于质量/〃和速度y的测量。3.改进措施(1)设计方案时应保证

9、碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件。(2)采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差。对应学生用书页码P16实验原理的理解和误差分析CD图实一2［例1］气垫导轨是常用的i种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之I'可形成气垫，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〃的气垫导轨和滑块力和〃验证动量守恒定律，实验装置如图实一2所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：a.用天平分别测岀滑块/、〃的质量加、伽；b.调整气垫导轨，使导轨处