1、1院校教育精品PPT一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證碰撞中的動量守恒。驗(yàn)證碰撞中的動量守恒。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中，測出相撞的兩物體的質(zhì)量在一維碰撞中，測出相撞的兩物體的質(zhì)量m1和和m2及及碰撞前、后物體的速率碰撞前、后物體的速率v1、v2及及v1、v2，找出碰撞前的，找出碰撞前的動量動量及碰撞后的動量及碰撞后的動量，看，看碰撞前、后動量是否守恒。碰撞前、后動量是否守恒。2院校教育精品PPT三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材方案一：方案一：氣墊滑軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊氣墊滑軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊(兩個(gè)兩個(gè))、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、
2、撞針、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥。橡皮泥。方案二：方案二：帶細(xì)線的擺球帶細(xì)線的擺球(兩套兩套)、鐵架臺、天平、量角、鐵架臺、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等。器、坐標(biāo)紙、膠布等。方案三：方案三：光滑長木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車光滑長木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(兩兩個(gè)個(gè))、天平、撞針、橡皮泥。、天平、撞針、橡皮泥。方案四：方案四：斜槽、大小相等質(zhì)量不同的小球兩個(gè)、重斜槽、大小相等質(zhì)量不同的小球兩個(gè)、重垂線一條、白紙、復(fù)寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī)、垂線一條、白紙、復(fù)寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī)、三角板。三角板。3院校教育精品PPT四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟方案一：方案一：借助氣墊導(dǎo)
3、軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)借助氣墊滑軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(1)測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量。測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量。(2)安裝：正確安裝好氣墊滑軌。安裝：正確安裝好氣墊滑軌。(3)實(shí)驗(yàn)：接通電源，借助配套的光電計(jì)時(shí)裝置測出兩實(shí)驗(yàn)：接通電源，借助配套的光電計(jì)時(shí)裝置測出兩滑塊各類情況下碰撞前后的速率滑塊各類情況下碰撞前后的速率(改變滑塊的量改變滑塊的量改變滑塊的初速率大小和方向改變滑塊的初速率大小和方向)。(4)驗(yàn)證：一維碰撞中的動量守恒。驗(yàn)證：一維碰撞中的動量守恒。4院校教育精品PPT方案二：方案二：借助等長懸線懸掛大小相等的小球完成一維碰借助等長懸線懸掛大小相等的小球完成一維碰撞驗(yàn)撞驗(yàn)(1)測質(zhì)量：用
4、天平測出兩小球的質(zhì)量測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量m1、m2。(2)安裝：把兩個(gè)大小相等的小球用等長懸線懸掛上去。安裝：把兩個(gè)大小相等的小球用等長懸線懸掛上去。(3)實(shí)驗(yàn)：一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下時(shí)它們實(shí)驗(yàn)：一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下時(shí)它們相撞。相撞。(4)測速度：可以檢測小球被拉起的角度，因而算測速度：可以檢測小球被拉起的角度，進(jìn)而算出碰撞出碰撞前對應(yīng)小球的速率，檢測碰撞后小球擺起的角度，算前對應(yīng)小球的速率，檢測碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速率。出碰撞后對應(yīng)小球的速率。(5)改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。(6)驗(yàn)證：一維碰
5、撞中的動量守恒。驗(yàn)證：一維碰撞中的動量守恒。5院校教育精品PPT6院校教育精品PPT7院校教育精品PPT(6)把被碰小球置于斜槽的末端驗(yàn)證動量定理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，讓入射小球從同一高度把被碰小球置于斜槽的末端，讓入射小球從同一高度滾下，使它發(fā)生正碰，重復(fù)滾下，使它發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟（次驗(yàn)證動量定理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，仿步驟（5）求出入射）求出入射小球落地點(diǎn)的平均位置小球落地點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置N。(7)過過O和和N在紙上作仍然線。在紙上作仍然線。(8)用刻度尺量出線段用刻度尺量出線段OM、OP、ON的寬度把兩小球的的寬度把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的數(shù)值代入質(zhì)量和相應(yīng)的數(shù)值代入，
6、看，看是否創(chuàng)立。是否創(chuàng)立。8院校教育精品PPT9院校教育精品PPT10院校教育精品PPT六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng)1前提條件前提條件碰撞的兩物體應(yīng)保證碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平水平”和和“正碰正碰”。2方案提醒方案提醒(1)若借助氣墊滑軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊滑軌時(shí)，注意借助水平若借助氣墊滑軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊滑軌時(shí)，注意借助水平儀確保滑軌水平。儀確保滑軌水平。(2)若借助擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水線上，若借助擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水線上，且正好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎且正好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。直面內(nèi)。11院校
7、教育精品PPT(3)若借助長木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長木板下墊一小木片用若借助長木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長木板下墊一小木片用以平衡磨擦力。以平衡磨擦力。(4)若借助斜槽小球碰撞應(yīng)注意：若借助斜槽小球碰撞應(yīng)注意：斜槽末端的切線必須水平；斜槽末端的切線必須水平；入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放；入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放；選質(zhì)量較大的小球作為入射小球；選質(zhì)量較大的小球作為入射小球；實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要一直保持不變。終保持不變。12院校教育精品PPT3探究推論探究推論找尋的不變量必須在各類碰撞情況下都不改變。找尋的不
8、變量必須在各類碰撞情況下都不改變。七、誤差剖析七、誤差剖析1系統(tǒng)偏差系統(tǒng)偏差主要來始于裝置本身是否符合要求，即：主要來始于裝置本身是否符合要求，即：(1)碰撞是否為一維碰撞。碰撞是否為一維碰撞。(2)實(shí)驗(yàn)是否滿足動量守恒的條件：如氣墊滑軌是否水平，實(shí)驗(yàn)是否滿足動量守恒的條件：如氣墊滑軌是否水平，兩擺球是否等大，長木板實(shí)驗(yàn)是否平衡掉磨擦力。兩擺球是否等大，長木板實(shí)驗(yàn)是否平衡掉磨擦力。2碰巧偏差碰巧偏差主要來始于質(zhì)量主要來始于質(zhì)量m和速率和速率v的檢測。的檢測。13院校教育精品PPT14院校教育精品PPT【例【例1】在在“驗(yàn)證動量守恒定理驗(yàn)證動量守恒定理”的實(shí)驗(yàn)中，為了使的實(shí)驗(yàn)中，為了使實(shí)驗(yàn)
9、得到較好的療效：實(shí)驗(yàn)得到較好的療效：(1)在調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整軌道末端在調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整軌道末端__；這是為了這是為了_(2)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，比較斜槽軌道上較高位置和較低位置，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，比較斜槽軌道上較高位置和較低位置，應(yīng)選擇應(yīng)選擇_釋放小球，釋放小球，理由是理由是:基本實(shí)驗(yàn)過程切線沿水平方向切線沿水平方向保證入射小球和被碰小球在碰后都能做平拋運(yùn)動保證入射小球和被碰小球在碰后都能做平拋運(yùn)動較低位置較低位置由于入射球在碰撞前可獲得較由于入射球在碰撞前可獲得較大的速率，和被碰球之間的互相作用時(shí)大的速率，和被碰球之間的互相作用時(shí)間可以減短，減小它們之間的互相作用間可以減短，減小它
10、們之間的互相斥力，球所受的阻力可忽視不計(jì)力，球所受的阻力可忽視不計(jì)15院校教育精品PPT(3)如碰撞小球的直徑為如碰撞小球的直徑為r1，質(zhì)量為，質(zhì)量為m2，實(shí)驗(yàn)記錄下小，實(shí)驗(yàn)記錄下小球的落點(diǎn)為球的落點(diǎn)為M、P、N，如圖所示，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動量，如圖所示，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動量守恒的依據(jù)是看守恒的依據(jù)是看_m1OM+m2ON是否與是否與m1OP相等相等16院校教育精品PPT1對實(shí)驗(yàn)的要求不明晰對實(shí)驗(yàn)的要求不明晰2不能確切確定小球的起點(diǎn)與落點(diǎn)不能確切確定小球的起點(diǎn)與落點(diǎn)3不理解實(shí)驗(yàn)原理造成對所需檢測的化學(xué)量不不理解實(shí)驗(yàn)原理造成對所需檢測的化學(xué)量不清楚清楚17院校教育精品PPT【例【例2】某同事用圖
11、某同事用圖626(甲甲)所示裝置通過直徑相同的所示裝置通過直徑相同的A、B兩兩球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定理圖中球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定理圖中PQ是斜槽，是斜槽，QR為水平為水平槽實(shí)驗(yàn)時(shí)先使槽實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，由靜止開始滾下，落到坐落水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復(fù)上述操作落到坐落水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復(fù)上述操作10次，次，得到得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡再把個(gè)落點(diǎn)痕跡再把B球置于水平槽上緊靠槽末端的地方，球置于水平槽上緊靠槽末端的地方，讓讓A球仍從位置球仍從位置G由靜止開始滾下，和由靜止開始滾下，和B球碰撞后，球碰撞后，A、B球分球分別在記錄
12、紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡重復(fù)這些操作別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡重復(fù)這些操作10次圖中次圖中O點(diǎn)是水平槽末端點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上垂直投影點(diǎn)在記錄紙上垂直投影點(diǎn).院校教育精品PPTB球落點(diǎn)痕跡如圖球落點(diǎn)痕跡如圖(乙乙)所示，其中米尺水平放置，且平所示，其中米尺水平放置，且平行于行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊點(diǎn)對齊圖院校教育精品PPT(1)碰撞后碰撞后B球的水平射速應(yīng)取為球的水平射速應(yīng)取為_cm.(2)在以下選項(xiàng)中，什么不是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的檢測？在以下選項(xiàng)中，什么不是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的檢測？答答_(填選項(xiàng)號填選項(xiàng)
13、號)A水平槽上未放水平槽上未放B球時(shí)，檢測球時(shí)，檢測A球落點(diǎn)位置到球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的點(diǎn)的距離；距離；BA球與球與B球碰撞后，檢測球碰撞后，檢測A球落點(diǎn)位置到球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距點(diǎn)的距離；離；C檢測檢測A球與球與B球的半徑；球的半徑；D檢測檢測A球和球和B球的質(zhì)量球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比或兩球質(zhì)量之比)；E檢測檢測G點(diǎn)相對于水平槽面的高度點(diǎn)相對于水平槽面的高度64.265.院校教育精品PPT【例【例3】某同事設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守某同事設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守恒定理的實(shí)驗(yàn)，在貨車恒定理的實(shí)驗(yàn)，在貨車A的后端黏有橡皮泥，設(shè)法使的后端黏有橡皮泥，設(shè)法使貨車大車A做勻速直
14、線運(yùn)動，之后與原先靜止的貨車做勻速直線運(yùn)動，之后與原先靜止的貨車B相撞相撞并黏在一起，繼續(xù)做勻速運(yùn)動，設(shè)計(jì)如圖并黏在一起，繼續(xù)做勻速運(yùn)動，設(shè)計(jì)如圖(甲甲)所示，所示，在貨車在貨車A的前面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻度為的后邊連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻度為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡磨擦力，長木板下墊著小木片用以平衡磨擦力題型驗(yàn)證動量守恒定理實(shí)驗(yàn)的遷移運(yùn)用題型驗(yàn)證動量守恒定理實(shí)驗(yàn)的遷移運(yùn)用21院校教育精品PPT(1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖若已得到打點(diǎn)紙帶如圖(乙乙)所示，并測得各計(jì)所示，并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離在圖上標(biāo)出數(shù)點(diǎn)間的距離在圖上標(biāo)出A為運(yùn)動起始的點(diǎn)，則應(yīng)選為運(yùn)動起始的點(diǎn)，則應(yīng)
15、選_段來估算段來估算A碰前的速率，應(yīng)選碰前的速率，應(yīng)選_段來估算段來估算A和和B碰后的共同速率碰后的共同速率(2)已測得貨車已測得貨車A的質(zhì)量的質(zhì)量mA=0.40kg，貨車，貨車B的質(zhì)量的質(zhì)量mB=0.20kg，則由以上結(jié)果可得碰前總動量，則由以上結(jié)果可得碰前總動量=_kgm/s，碰后總動量，碰后總動量=_kgm/s.得到的推論是得到的推論是_(計(jì)估算結(jié)果保留三位有效數(shù)字算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)22院校教育精品PPT【切入點(diǎn)【切入點(diǎn)】通過紙帶和文字表述進(jìn)行判定，速率大時(shí)通過紙帶和文字表述進(jìn)行判定，速率大時(shí)點(diǎn)之寬度離大要曉得平均
16、速度的求法點(diǎn)之寬度離大要曉得平均速率的求法【解析【解析】因?yàn)樨涇囉捎谪涇嘇與與B碰撞前、后都做勻速運(yùn)動，碰撞前、后都做勻速運(yùn)動，且碰后且碰后A與與B粘合在一起，其共同速率比粘合在一起，其共同速率比A原先的速率原先的速率小所以應(yīng)選點(diǎn)跡分布均勻且點(diǎn)距較大的小所以應(yīng)選點(diǎn)跡分布均勻且點(diǎn)距較大的BC段估算段估算A的碰前速度，點(diǎn)寬度小的的碰前速率，點(diǎn)寬度小的DE段估算段估算A和和B碰后的共同碰后的共同速率速率23院校教育精品.510m/s1.05m/s0.0256.95100.695m/s0.0250.401.05kgm/s0.420kgm/s0.400.200.695kg
17、vpmmv由圖可知，碰前的速率和碰后的共同速率分別為故碰撞前后的總動量分別為：/s0.417kgm/s，在偏差容許的范圍內(nèi)系統(tǒng)動量守恒24院校教育精品PPT【思維拓展【思維拓展】本題說明了另外一種驗(yàn)證動量守恒定理本題說明了另外一種驗(yàn)證動量守恒定理的反例，值得注意其方式，下題還列出了用擺球做實(shí)的事例，值得注意其方式，下題還列出了用擺球做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動量守恒的實(shí)例對于相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，在解析過驗(yàn)驗(yàn)證動量守恒的實(shí)例對于相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，在解析過程中要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行研究，不能對實(shí)驗(yàn)器材和程中要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行研究，不能對實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行死記硬背實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行死
18、記硬背25院校教育精品PPT跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1用如圖所示的裝置驗(yàn)證動量守恒定理，用如圖所示的裝置驗(yàn)證動量守恒定理，質(zhì)量為質(zhì)量為mA的鋼球的鋼球A用細(xì)線懸掛于用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，質(zhì)量為點(diǎn)，質(zhì)量為mB的鋼的鋼球球B置于離地面高度為置于離地面高度為H的水平面上，的水平面上，O點(diǎn)到點(diǎn)到A球球心球球心的距離為的距離為L，使懸線在，使懸線在A球釋放前張直，且與豎直線的球釋放前張直，且與豎直線的傾角為傾角為；A釋放后擺動到最高點(diǎn)時(shí)正好與釋放后擺動到最高點(diǎn)時(shí)正好與B球正碰，球正碰，碰撞后，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針球把輕質(zhì)指示針OC推移到與豎直線傾角推移到與豎直線傾角處，處，B球落到地面上，地面上鋪一張蓋有復(fù)寫紙
19、的白球落到地面上，地面上鋪一張蓋有復(fù)寫紙的白紙紙D.保持保持角度不變，多角度不變，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，白紙上記錄次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，白紙上記錄了多個(gè)了多個(gè)B球的落點(diǎn)圖球的落點(diǎn)圖中中s是是B球平均落點(diǎn)到平臺邊球平均落點(diǎn)到平臺邊沿的水平距離緣的水平距離26院校教育精品PPT1_____()2_.為了驗(yàn)證兩球碰撞過程動量守恒，應(yīng)檢測、_、等化學(xué)量用字母表示用測得的化學(xué)量表示碰撞前球、球的動量：，碰撞后球、球的動量：，(1cos)AmgL2(1cos)sl27院校教育精品PPT21.1(1cos)
20、vmvmvmgLAL要驗(yàn)證動量守恒定理須要檢測的數(shù)學(xué)量有：兩個(gè)小球的質(zhì)量、，碰撞前后的速率、對于小球，從某一固定位置擺動到最高點(diǎn)與小球碰撞時(shí)的速率可以由機(jī)械能守恒定理算出，由此可以看出須要測出從懸點(diǎn)到小球的球心間的距離和擺線與豎直方向【析】的傾角解，28院校教育精品(1cos)212.22(1cos)02(1cos).vmsH碰撞后，小球繼續(xù)擺動并促進(jìn)輕桿，一起運(yùn)動，碰后的速率也可以由機(jī)械能守恒定理算出，由估算式：可以看出，須要測出，對于小球，碰撞后做平拋運(yùn)動，由平拋知識和得由此可以看出須要檢測、根據(jù)前面求出，29院校教育精品PPT感謝您的傾聽