动量守恒定律教案

课题：1.4验证动量守恒定律一、教学目的1.教学目的：能通过实验验证动量守恒定律。2.学习目的：懂得验证动量守恒定律的实验办法有哪些；懂得验证过程中需要测量的物理量及其测量办法；能够通过列表法和计算对数据进行解决。3.学习重难点：【重点】用两种实验方案验证动量守恒的实验思路与注意事项；【难点】两种实验方案中各物理量的测量及实验数据分析。二、学习过程与指导导学指导学习过程知识检测阅读课本16页内容★【导入】：思考：（1）验证动量守恒实验中那些物体构成了要研究的系统？如何发明实验条件，使系统所受外力矢量和近似为零？需要测量那些物理量？如何进行验证？阅读课本16-17页内容★【自学】实验思路让两个物体碰撞前沿同始终线运动，碰撞后仍沿这条直线运动，发明条件，使系统所受外力的矢量和近似为0，满足____________的条件。物理量的测量研究对象拟定后，还需要明确所需测量的物理量和实验器材。需要测量物体的________，以及两个物体发生碰撞前后各自的________。物体的质量可用________直接测量。数据分析选用质量不同的两个物体进行碰撞，测出物体的质量(m1，m2)和碰撞前后的速度(v1，v′1，v2，v2′)，若满足m1v1＋m2v2＝__________________，则验证了碰撞前后总________守恒。阅读课本17-18页内容任务一、会研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒指导：(1)质量的测量：用天平测量.(2)速度的测量：v＝Δx/Δt，式中的Δx为滑块上挡光板的宽度，Δt为数字计时显示屏显示的滑块上的挡光板通过光电门的时间.(3)碰撞情景的实现：如图所示，运用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计多个类型的碰撞，运用在滑块上加重物的办法变化碰撞物体的质量.(4)器材：气垫导轨、数字计时器、滑块(带挡光板)两个、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平.★【练】1.某同窗运用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等构成.(1)下面是实验的重要环节：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接通数字计时器；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后与左侧带有固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1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Δt1＝10.01ms，通过光电门2的挡光时间Δt2＝49.99ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3＝8.35ms；⑧测出挡光板的宽度d＝5mm，测得滑块1的质量为m1＝300g，滑块2(涉及弹簧)的质量为m2＝200g.(2)数据解决与实验结论：①实验中气垫导轨的作用是：A._____________________；B.______________________.②碰撞前滑块1的速度v1为__________m/s；碰撞后滑块1的速度v2为__________m/s；碰撞后滑块2的速度v3为__________m/s；(成果均保存两位有效数字)③碰撞前系统的总动量为m1v1＝________.碰撞后系统的总动量为m1v2＋m2v3＝________.由此可得实验结论：__________________________________.阅读课本17-18页内容方案二：会验证斜槽末端小球碰撞时的动量守恒指导：1、(1)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)按照如图所示安装实验装置，调节固定斜槽使斜槽末端切线水平。(3)白纸在下，复写纸在上且在适宜位置铺放好。记下铅垂线所指的位置O。(4)不放被撞小球，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全部的小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置。(5)把被撞小球放在斜槽末端，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。用环节(4)的办法，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，如图所示。(6)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入自制的表中。计算m1OP及m1OM＋m2ON，看在误差允许的范畴内与否相等。2、本实验方案需要注意的事项(1)入射小球的质量m1不不大于被碰小球的质量m2(m1>m2).(2)入射小球半径等于被碰小球半径.(3)入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滚下.(4)斜槽末端的切线方向水平.(5)为了减小误差，需要找到不放被碰小球及放被碰小球时小球落点的平均位置.为此，需要让入射小球从同一高度多次滚下，进行多次实验.★【练】2.“验证碰撞中的动量守恒”实验装置如图所示，让质量为m1的小球A从斜槽上的某一位置自由滚下，与静止在支柱上大小相等、质量为m2的小球B发生碰撞.(球A运动到水平槽末端时刚好与B球发生碰撞)(1)安装轨道时，规定轨道末端___________(2)两小球的质量应满足m1_____m2.(3)实验中还应测量的物理量是________.A.两小球的质量m1和m2B.小球A的初始高度hC.轨道末端切线离地面的高度HD.两小球平抛运动的时间tE.球A单独滚下时的落地点P与O点的距离sOPF.碰后A、B两小球的落地点M、N与O点的距离sOM和sON(4)若碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，下列式子可能成立的是_____(6)若碰撞过程无机械能损失，除动量守恒外，还需满足的关系式是____________________________.(用所测物理量的符号表达)★【展】★【思】小组讨论总结反思本节课三、巩固诊疗A层(多选）在“碰撞中的动量守恒实验”中，实验必须规定的条件（）A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道末端的切线必须水平C.入射小球每次都要从同一高度由静止滚下D.碰撞的瞬间，入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行B层(多选)在“碰撞中的动量守恒”实验中，仪器按规定安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上统计下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，如图所示，设入射小球和被碰小球的质量依次为m1、m2，则下列说法中对的的有（）A．第一、二次入射小球的落点依次是A、BB．第一、二次入射小球的落点依次是B、AC．第二次入射小球和被碰小球将同时落地D．m1AB=m2OC