新教材高中物理第一章动量守恒定律第4节实验验证动量守恒定律课件新人教版选择性必修第一册

第一章

动量守恒定律第4节

实验：验证动量守恒定律课标解读课标要求素养要求1.明确验证动量守恒定律的基本思路。2.会根据器材和实验目的设计实验方案。3.知道实验数据的处理方法。1.能通过实验探究,分析总结碰撞中的不变量。2.经历实验过程,培养动手能力和合作意识。

三、实验设计1.实验方案方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验方案二：利用平抛运动验证碰撞中的动量守恒2.实验原理（1）质量的测量：利用天平（2）速度的测量3.实验器材方案一：气垫导轨、数字计时器、天平、滑块（两个）、弹簧片、细线、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。方案二：斜槽，两个大小相等、质量不同的小球，铅垂线，复写纸，白纸，天平，刻度尺，圆规，三角板等。四、实验步骤实验设计方案一：利用气垫导轨使两滑块发生一维碰撞，装置如图。用以下三种方式分别研究（1）如图所示，在两个滑块两端装上弹性碰撞架，研究碰撞中的动量守恒。（2）如图所示，在两滑块上分别装上撞针和橡皮泥，二者相碰撞后粘在一起，研究碰撞中的动量守恒。（3）如图所示，在两个滑块间放置轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块固定。烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动，研究烧断细线前后的动量守恒。

项目碰撞前碰撞后速度动量

2.碰撞中是否受其他力（例如摩擦力）影响是带来误差的又一个原因，实验中要合理控制实验条件，避免除碰撞时相互作用力外的其他力影响物体速度。3.速度的测量误差，方案一是比较好的，光电计时误差较小，方案二误差稍大一些。综上所述，方案一相比之下较为准确，研究的项目也可以更多一些。4.偶然误差测量和读数的准确性带来的误差，实验中应规范测量和读数，同时增加测量次数，取平均值，尽量减小偶然误差的影响。七、注意事项1.保证两物体发生的是一维碰撞，即两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。2.若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时注意利用水平仪确保导轨水平。探究点一

实验原理与操作例在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：

C

（2）若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中一定需要的是_____。A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧测力计E.秒表AC

实验操作的关键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。（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。

大于

不会

探究点二

数据处理与误差分析

（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向气垫导轨中通入压缩空气；③把电火花计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；

接通打点计时器的电源释放滑块1[解析]使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后释放滑块1。

0.6200.618

（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是___________________________________。纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦[解析]结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦。实验误差的来源1.主要来源于实验器材及实验操作等。（1）碰撞是否为一维。（2）气垫导轨是否完全水平，摆球受到空气阻力，小车受到长木板的摩擦力，入射小球的释放高度存在差异。

2.040.604

实验记录：1.利用气垫导轨通过闪光照相进行“验证动量守恒定律”的实验。

[解析]若要求碰撞时动能损失最大，则需两滑块碰撞后结合在一起，故应选图b；若要求碰撞时动能损失最小，则应使两滑块发生弹性碰撞，即选图a。

2:3

0.4200.417

（3）通过计算得出的结论是_______________________________________________。在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的动量守恒[解析]在实验误差允许范围内，碰撞前后两个小车的动量守恒。3.[2021河南信阳高中高二期中]如图为一弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，弹簧压缩并锁定，在金属管两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管径且与弹簧不固连）。现解除弹簧锁定，两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。然后按下述步骤进行实验：

B

（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_______________，就说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。

（1）实验中还应测量的物理量是_________________________。

见解析

（3）利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式：_________。见解析

（1）还需要测量的物理量是___________________________、_____________和_________________________。

（2）根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为__________________

_____________