高中物理第十六章动量守恒定律第1节实验：探究碰撞中的不变量教学案新人教版选修3_5

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1、第1节实验：探究碰撞中的不变量一、实验目的1．明确探究物体碰撞中的不变量的基本思路。2．探究一维碰撞中的不变量。二、实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒。[实验方案一]　利用气垫导轨完成一维碰撞实验[实验器材]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、橡皮泥等。图1611[实验步骤]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

2、后的速度(①改变滑块的质量。②改变滑块的初速度大小和方向)。4．验证：一维碰撞中的动量守恒。[数据处理]1．滑块速度的测量：v＝，式中Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′[实验方案二]　利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验[实验器材]　带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。[实验步骤]1．测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。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。

3、非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。图16124．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。[数据处理]1．摆球速度的测量：v＝，式中h为小球释放时(或碰撞后摆起的)高度，h可用刻度尺测量(也可由量角器和摆长计算出)。2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′[实验方案三]　在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验

4、[实验器材]　光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。图1613[实验步骤]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上撞针和橡皮泥。3．实验：接通电源，让小车A运动，小车B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。4．测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v＝算出速度。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。[数据处理]1．小车速度的测量：v＝，式中Δx是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，Δt为小车经过Δx的

5、时间，可由打点间隔算出。2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。[实验方案四]　利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律[实验器材]　斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。图1614[实验步骤]1．测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球。2．安装：按照图1614所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端水平。3．铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置O。4．放球找点：

6、不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次。用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。5．碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。用步骤4的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N。如图1615所示。图16156．验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中。最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立。7．结束：整理好实验器材放回原处。[数据处理]　验证的表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·

7、ON三、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验证，调整气垫导轨时，应注意利用水平仪确保导轨水平。(2)若利用摆球进行验证，两摆球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直面内。(3)若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力。(4)若利用平抛运动规律进行验证，安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜槽末端水平，且选质量较大的小球为入射小球