广东省惠州市高中物理第一章碰撞与动量守恒实验：验证动量守恒定律导学案（无答案）粤教版

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1、课前先学案实验：验证动量守恒定律班级姓名学号评价【自主学习】一、学习目标1．研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒．2．通过实验，深入理解动量守恒定律二、重点难点1．验证动量守恒定律2．实验数据处理三、自主学习1．实验原理利用图的装置验证碰撞中的动量守恒，让一个质量较大的球从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞，两球均做平抛运动．由于下落高度相同，从而导致飞行时间相等，我们用它们平抛射程的大小代替其速度．小球的质量可以测出，速度也可间接地知道，如满足动量守恒式m1v1=m1v1＇+m

2、2v2＇，则可验证动量守恒定律．进一步分析可以知道，如果一个质量为m1，速度为v1的球与另一个质量为m2，速度为v2的球相碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1＇和v2＇，则由动量守恒定律有：m1v1+m2v2=m1v1＇+m2v2＇2．实验器材两个小球（大小相等，质量不等）；斜槽；重锤线；白纸；复写纸；天平；刻度尺；圆规．3．实验步骤（1）用天平分别称出两个小球的质量m1和m2；（2）按图安装好斜槽，注意使其末端切线水平，并在地面适当的位置放上白纸和复写纸，并在白纸上记下重锤线所指的位置O点.（3）首先在不放被碰小球的前

3、提下，让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下，重复数次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括在圆内，则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点（如右图）；(4)将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；(5)让入射小球由某一定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤(3)的办法求出入球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N；(6)过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度；(7)将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围内）：

4、m1·OP=m1·OM+m2·ON4.注意事项(1)“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件．(2)测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度．(3)斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态．(4)入射球的质量应大于被碰球的质量．(5)入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下．方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球．(6)实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．(7)m1·OP=m1·OM+m2·ON

5、式中相同的量取相同的单位即可．5.误差分析误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同一水平面上，给实验带来误差．每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大，动量守恒的误差就越小．应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差．下列一些原因可能使实验产生误差：(1)若两球不能正碰，则误差较大；(2)斜槽末端若不水平，则得不到准确的平抛运动而造成误差；(3)O、P、M、N各点定位不准确带来了误差；(4)测量和作图有偏差；(5)仪器和实验操作的重复性不好，使得每

6、次做实验时不是统一标准．【预习自测】1．在做“验证动量守恒定律”的实验中，入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，这是为了使（）A．小球每次都能水平飞出槽口B．小球每次都以相同的速度飞出槽口C．小球在空中飞行的时间不变D．小球每次都能对心碰撞2．（双选）在做“验证动量守恒定律”的实验中，安装斜槽轨道时应让斜槽末端点的切线保持水平，这样做的目的是为了使（）A．入射小球得到较大的速度B．入射与被碰小球对心碰撞后速度均为水平方向C．入射小球与被碰小球碰撞时无能量损失D．入射小球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出3．（

7、多选）以下说法中正确的是（）A．在地面上铺白纸前应查看地面是否平整和有无杂物B．白纸铺在地上后，在实验的整个过程中都不能移动C．复写纸不需要固定在白纸上，测定P点位置时用的复写纸，待到测定M点的位置时，可移到M点使用D．复写纸必须用能覆盖整张白纸的大复写纸4．（多选）在做“验证动量守恒定律”实验时，小球在碰前和碰后的速度可以用小球飞出的水平距离来表示，其原因是（）A．小球飞出后的加速度相同B．小球飞出后水平方向速度相同C．小球在水平方向都做匀速直线运动，水平位移与时间成正比D．小球在空间水平方向做匀速直线运动，而其竖

8、直位移相同，故而飞行时间相等，这样，水平位移与初速度成正比课后拓展案第一节物体的碰撞【巩固拓展】1．因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行相同,所以我们在"碰撞中的动量守恒"实验中可以用作为时间单位,平抛小球的在数值上等于小球平抛的初速度.2．在验证“验证动量守恒定律”实验中，入射小球、被碰小球的质量分别为m1和m2，为了减少实验误差