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同步备课教学案

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1、实验：验证动量守恒定律［学习目标］1.掌握验证动量守恒定律的方法和基本思路.2.掌握直线运动物体速度的测量方法.新知探究直点落实知识探究一、实验目的验证碰撞屮的动暈守恒定律二、实验原理为了使问题简化，这里研究两个物体的碰撞，且碰撞前两物体沿同一直线运动，碰撞后仍沿这一直线运动.设两个物体的质量分别为加、皿，碰撞前的速度分别为旳、旳，碰撞后的速度分别为W、Q,如果速度与我们规定的正方向相同取正值，相反取负值.根据实验求出两物体碰前动ftP=nhVy+HhV2,碰后动量=//hVir+rihV-i，看"与//是否相等，从而验证动量守恒定律.三、实验设计实验设计需要考虑的

2、问题：（1）如何保证碰撞前后两物体速度在一条直线上.⑵如何测泄质量和速度.①测量质量用天平.②测定碰撞前后的速度，这是实验成功的关键.四、实验案例气垫导轨上的实验器材：气垫导轨、气泵、光电计时器、天平等.气垫导轨装置如图1所示，由导轨、滑块、挡光片、光电门等组成，在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上（如图2所示，图中气垫层的厚度放大了很多倍），这样大大减小了由摩擦产生的影响.弹郴光电门笛弹射架导轨标尺设Ax为滑块（挡光片）的宽度，A方为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门

3、的时间,五、实验步骤1.调节气垫导轨，使其水平.是否水平可按如下方法检查：打开气泵后，导轨上的滑块应该能保持静止.2.按说明书连接好数字计时器与光电门.3.如图3所示，把中间夹有弯形弹簧片的两滑块置于光电门中间保持静止，烧断拴弹簧片的细线，测出两滑块的质量和速度，将实验结果记入设计好的表格中.4.如图4所示，在滑块上安装好弹性碰撞架.将两滑块从左、右以适当的速度经过光电门后在两光电门中间发生碰撞，碰撞后分别沿各自碰撞前相反的方向运动再次经过光电门，光电计吋器分别测出两滑块碰撞前后的速度.测出它们的质量后，将实验结果记入相应表格中.5.如图5所示，在滑块上安装好撞针及

4、橡皮泥，将装有橡皮泥的滑块停在两光电门之间，装有撞针的滑块从一侧经过光电门后两滑块碰撞，一起运动经过另一光电门，测出两滑块的质量和速度，将实验结果记入相应表格中.6.根据上述各次碰撞的实验数据验证碰撞前后的动量是否守恒.实验数据记录表碰撞（烧断）前碰撞（烧断）后质量刃（kg）nhJOl速度r(m•s_1)VViV2刃卩(kg•m•s')iihV+nhV2nhVf+nhV29结论实验结论：碰撞前后两滑块的动量守恒.第点菇去个个击破题型探究【例1】某同学利用气垫导轨做验证碰撞中的动量守恒的实验；气垫导轨装置如图6所示，所用的气塑导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门

5、等组成.图6（1）下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③接通光电计时器；④把滑块2静止放在气垫导轨的中间；⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动；⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑块1通过光电门1的挡光时间△^1=10.01ms,通过光电门2的挡光时间A力=49.99ms,滑块2通过光电门2的挡光时间A^=8.35⑧测出挡光片的宽度d=5mm,测得滑块1（包括撞针）的

6、质量为刃=300g,滑块2（包括弹簧）的质量为他=200g；（2）数据处理与实验结论：①实验中气垫导轨的作用是a.b2.②碰撞前滑块1的速度刃为m/s；碰撞后滑块1的速度血为m/s；滑块2的速度片为m/s；（结果保留两位有效数字）③在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出哪些物理量是不变的？通过对实验数据的分析说明理由.（至少回答2个不变量）.a.b•答案①a.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.b.保证两个滑块的碰撞是一维的.②0.500.100.60③8.系统碰撞前后总动量不变.b.碰撞前后总动能不变.（c.碰撞前后质量不变.）解析①&•大大减

7、小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.b.保证两个滑块的碰撞是一维的.②滑块1碰撞之前的速度旳=光=]05戕]0一3m/s^O.50m/s；滑块1碰撞之后的速度d5X10-3,,如0.10m/s；滑块2碰撞后的速度d5X10-3,,Z3=~8.35X10-心0.60m/s；③a.系统碰撞前后总动量不变.因为系统碰撞前的动量加旳=0.15kg•m/s,系统碰撞后的动量优血+/〃心=0.15kg•m/sb.碰撞前后总动能不变.因为碰撞前的总动能〃曲=0.0375J,碰撞之后的总动能心彳+轨眄Jo.0375J,所以碰撞前后总动能相等.c.碰撞前后质量不变.【例2J某