高中创新设计物理粤教选修实验验证动量守恒定律.ppt

,预习导学,课堂讲义,单击此处编辑母版文本样式,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,高中创新设计物理粤教选修课件实验验证动量守恒定律,目标定位,1.,明,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,实验结论：碰撞前后两滑块的动量之和保持不变，即碰撞中两滑块组成的系统动量守恒,m1v1m2v2,2按说明书连接好数字计时器与光电门,m1v1m2v2,2实验设计需要考虑的问题：,测出挡光片的宽度d5 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为m1300 g，滑块2(包括弹簧)质量为m2200 g；,B_.,2按说明书连接好数字计时器与光电门,气垫导轨、气泵、光电计时器、天平等,预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中,6根据上述各次碰撞的实验数据寻找物体碰撞中动量变化的规律,预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中,在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出碰撞前后系统的总动量和总动能如何变化？通过对实验数据的分析说明理由,01 ms，通过光电门2的挡光时间t249.,一、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，碰撞后仍沿该直线运动,1设两个物体的质量分别为,m,1,、,m,2,，碰撞前的速度分别为,v,1,、,v,2,，碰撞后的速度分别为,v,1,、,v,2,，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总动量,p,m,1,v,1,m,2,v,2,，碰后总动量,p,m,1,v,1,m,2,v,2,，看,p,与,p,是否相等，从而验证动量守恒定律,2实验设计需要考虑的问题：,(1)如何保证碰撞前、后两物体速度在同一条直线上,(2)如何测定碰撞前、后两物体的速度,二、实验案例气垫导轨上的实验,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)，这样大大减小了由摩擦产生的影响,图1,图2,天平,光电计时器,预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中,问题1,问题2,问题3,实验步骤,1,如,图2所示调节气垫导轨，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,图3,4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，光电计时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,图4,5如图5所示，在滑块上安装好撞针及橡皮泥，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,图5,m1v1m2v2,测出挡光片的宽度d5 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为m1300 g，滑块2(包括弹簧)质量为m2200 g；,99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间t38.,【例1】现利用图6(a)所示的装置验证动量守恒定律在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；,气垫导轨、气泵、光电计时器、天平等,在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出碰撞前后系统的总动量和总动能如何变化？通过对实验数据的分析说明理由,实验结论：碰撞前后两滑块的动量之和保持不变，即碰撞中两滑块组成的系统动量守恒,_，,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)，这样大大减小了由摩擦产生的影响,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,2按说明书连接好数字计时器与光电门,01 ms，通过光电门2的挡光时间t249.,2实验设计需要考虑的问题：,(1)下面是实验的主要步骤：,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,高中创新设计物理粤教选修课件实验验证动量守恒定律,根据实验求出两物体碰前总动量pm1v1m2v2，碰后总动量pm1v1m2v2，看p与p是否相等，从而验证动量守恒定律,【例2】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7所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成,6根据上述各次碰撞的实验数据寻找物体碰撞中动量变化的规律,气垫导轨实验数据记录表,碰撞(烧断)前,碰撞(烧断)后,质量,m,(kg),m,1,m,2,m,1,m,2,速度,v,(ms,1,),v,1,v,2,v,1,v,2,m,v,(kgms,1,),m,1,v,1,m,2,v,2,m,1,v,1,m,2,v,2,实验结论,实验结论：碰撞前后两滑块的动量之和保持不变，即碰撞中两滑块组成的系统动量守恒,典例分析,【例1】,现,利用图6(a)所示的装置验证动量守恒定律在图(a)中，气垫导轨上有,A,、,B,两个滑块，滑块,A,右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块,B,左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间,图6,答案,见,解析,【例2】,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7所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成,图7,(1)下面是实验的主要步骤：,安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；,向气垫导轨通入压缩空气；,接通光电计时器；,把滑块2静止放在气垫导轨的中间；,滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；,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后依次被制动；,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,t,1,10.01 ms，通过光电门2的挡光时间,t,2,49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间,t,3,8.35 ms；,测出挡光片的宽度,d,5 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为,m,1,300 g，滑块2(包括弹簧)质量为,m,2,200 g；,(2)数据处理与实验结论：,实验中气垫导轨的作用是：,A._，,B_.,碰撞前滑块1的速度,v,1,为_m/s；碰撞后滑块1的速度,v,2,为_m/s；滑块2的速度,v,3,为_m/s；(结果保留两位有效数字),在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出碰撞前后系统的总动量和总动能如何变化？通过对实验数据的分析说明理由,a_；b._.,答案,A.,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,a.系统碰撞前、后质量与速度的乘积之和不变,b碰撞前后总动能不变,谢谢观看！,