高中物理 验证动量守恒定律课件 新人教版选修3.ppt

高中物理实验 验证动量守恒定律 实验装置如图所示 质量较大的入射小球从斜槽上滚下来 跟放在斜槽末端质量较小的被碰小球发生碰撞后 两球都做平抛运动 由于两球下落的高度相同 所以它们飞行的时间相等 如果用小球的飞行时间作为单位 它们飞出的水平距离在数值上就等于它们的水平速度 因此只要分别测出两小球的质量m1m2和不放被碰小球时入射小球飞出的水平距离s1 OP 以及入射小球和被碰小球碰撞后飞行的水平距离s 1 OM s 2 ON 若在实验误差允许范围内得到m1s1 m1s 1 m2s 2 就验证了两球碰撞前后总动量守恒 实验原理 从实验原理中你能推测本实验所需要的实验的器材吗 思考 实验器材 白纸 复写纸 重锤 斜槽 圆规 天平 刻度尺 小球 思考 你怎样用这些器材作实验 动画演示 实验步骤 用天平称出两个小球的质量m1和m2 将斜槽固定在桌边 使槽末端点切线是水平的 被碰小球放在斜槽前边 在地上铺一张白纸 白纸上铺一张复写纸 在白纸上记下重锤线所指的位置O 它表示碰撞时小球的球心在纸上的垂直投影 5 先不放被碰小球 让入射小球 质量大的 从斜槽上某一高度处由静止滚下 重复10次 用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面 圆心P就是小球落点的平均位置 实验步骤 6 把被碰小球放在斜槽前端边缘处 让入射小球从原来的高度滚下 使它们发生碰撞 重复试验10次 用同样的方法标出碰撞后入射小球的落点的平均位置M和被碰小球的落点的平均位置N 7 线段ON的长度是被碰小球飞出的水平距离 同样的道理 OM是碰撞后小球m1飞行的距离 OP则是不发生碰撞时m1飞行的距离 8 用刻度尺量出线段OM OP 0N的长度 把两球的质量和速度分别代入方程左 右两侧 就可以验证动量守恒是不是成立 动画演示 1 斜槽末端切线水平 2 入射小球质量应大于被碰小球的质量 3 入射小球每次从同一位置由静止开始滚下 可在斜槽适当高度处固定一挡板 使小球靠着挡板 然后释放小球 4 实验过程中实验桌 斜槽 白纸的位置始终保持不变 注意事项 5 小球飞出的水平距离从斜槽的末端点在纸上的竖直投影点O算起 6 为减小偶然误差 要采用多次测量取平均值的方法 让A与B重复碰撞10次 用尽可能小的圆将这10次落点圈在里面 圆心就是小球落点的平均位置 7 我们采用各球的水平射程代替各球的速度 一定要记录清楚各线段代表的是哪个时刻的速度 注意事项 实验验证 m1OP m1OM m2ON OP v1t 1 OM v 1t 2 ON v 2t 3 如果实验测得的m1 m2 OP OM ON满足以下关系 4 在把式 1 2 3 代入 4 并消去t后即可看到m1v1 m1v 1t m2v 2这样就验证了动量守恒定律 m1OP m1OM m2ON 实战练习 导学教程71页范例引路 典例2 典例1