高二物理實驗一 驗證動量守恒定律 教案人教版

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1、16.1 實驗：探究碰撞中的不變量 一、教學(xué)目標(biāo) 【知識與技能】 1、會結(jié)合已掌握的知識探究碰撞中的不變量 2、掌握兩個物體碰撞前后的速度的測量方法 3、掌握實驗數(shù)據(jù)處理的方法 【過程和方法】 用實驗的方法探究碰撞中的不變量 【情感、態(tài)度與價值觀】 1、樹立理論來源于實踐、應(yīng)用于實踐的世界觀 2、形成重視實驗探究物理規(guī)律的良好習(xí)慣 3、培養(yǎng)學(xué)生的動手實驗?zāi)芰吞剿骶? 二、教學(xué)重難點 【重點、難點】 1、碰撞中的守恒量的探究 2、兩個物體碰撞前后的速度的測量方

2、法 3、實驗數(shù)據(jù)的處理 三、教學(xué)過程 【實驗方案一】 1、實驗?zāi)康? （1）、會結(jié)合已掌握的知識探究碰撞中守恒量． （2）、掌握實驗數(shù)據(jù)處理的方法 （3）、培養(yǎng)學(xué)生的動手實驗?zāi)芰吞剿骶? 2、實驗器材 斜槽軌道（或J2135-1型碰撞實驗器）、入射小球m1和被碰小球m2、天平（附砝碼一套）、毫米刻度尺、白紙、復(fù)寫紙、圓規(guī)、重錘線 【點撥】選球時應(yīng)保證入射球質(zhì)量m1大于被碰小球質(zhì)量m2，即m1>m2，避免兩球落點太近而難找落地點，避免入射球反彈的可能，通常入射球選鋼球，被碰小球選有機玻璃球或硬膠木球。 球的半徑要保證r1=r2（r1、

3、r2為入射球、被碰小球半徑），因兩球重心等高，發(fā)生對心正碰 3、實驗原理m1 m2 P M N 0` ：由于入射球和被碰小球碰撞前后均由同一高度飛出做平拋運動，飛行時間相等，若取飛行時間為單位時間，則可用相等時間內(nèi)的水平位移之比代替水平速度之比。 【點撥】如圖所示，根據(jù)平拋運動性質(zhì)，入射球碰撞前后的速度分別為v1=，v1`=，被碰小球碰后速度為v2`= 被碰小球碰撞前后的時間僅由下落高度決定，兩球下落高度相同，時間相同，所以水平速度可以用水平位移數(shù)值表示，如圖所示；v1用OP表示；v′1用OM表示，v′2用ON表示，其中O為入射球拋射點在水平紙面上的投影，（由槽口吊鉛錘線確定

4、）于是，上述動量關(guān)系可表示為：m1OP= m1OM+m2ON，通過實驗探究該結(jié)論是否成立。 4、實驗步驟 （1） 將斜槽固定在桌邊使末端點的切線水平。 （2） 讓入射球落地后在地板上合適的位置鋪上白紙并在相應(yīng)的位置鋪上復(fù)寫紙。 （3） 用小鉛錘把斜槽末端即入射球的重心投影到白紙上O點。 (4)不放被碰小球時，讓入射小球10次都從斜槽同一高度由靜止開始滾下落在復(fù)寫紙上，用圓規(guī)找出落點的平均位置P點。 （5）把入射球放在槽口末端露出一半，然后讓入射球在同一高度滾下與被碰小球碰10次，用圓規(guī)找出入射球和被碰小球的平均位置M、N。 （6）用天平測出兩個球的質(zhì)量記入下表，用刻度尺測出OP

5、、OM、ON的長度，記錄入表內(nèi)。 （7）改變?nèi)肷淝虻母叨龋貜?fù)上述實驗步驟，再做一次。 【點撥】重做實驗時，斜槽、地板上白紙的位置要始終保持不變；入射球的高度要適宜，過高會使水平速度偏大，致使落地點超越原地白紙；過低會使碰撞前后速度偏小，使落地點彼此靠近分不清，測量兩球的水平位移分度不大。 5、實驗記錄 入射球m1= （kg） 被碰球 m2= （kg） 實驗次數(shù) 入射球(m1) 被碰球(m2) m1 與m2碰前總動量m1OP m1 與m2碰后總動量m1OM+m2ON 碰前平拋水平距離OP(m) 碰后平拋水平距離OM(m)

6、碰后平拋水平距離OM ON(m) 1 2 3 6、實驗注意事項 【點撥】表格中每一次實驗數(shù)據(jù)均指兩球碰撞10次所取的平均值，不要誤解為只碰一次。 【易錯點】兩球碰撞前后的速度值是哪一段對應(yīng)的水平位移數(shù)值表示分辯不清。 【易忘點】碰撞成功的條件m1>m2；落地點要取多次的平均位置。 7、實驗結(jié)論 從實驗表格中的數(shù)據(jù)計算表明，在誤差范圍內(nèi)入射球（m1）和被碰小球（m2）碰撞前后水平方向的總動量守恒，即 m1OP= m1OM+m2ON 8、思考題 （1）、實驗中發(fā)現(xiàn)碰撞后系統(tǒng)（m1、m2）水平方向的總動量小于碰撞前

7、系統(tǒng)水平方向的總動量，請分析誤差來源？ 【可能性分析】 （a）、難做到準(zhǔn)確的正碰，難得到準(zhǔn)確的平拋。 （b）、O、P、M、N各點定位不準(zhǔn)確。 （c）、測量OP、OM、ON有偏差。 （d ）、儀器和重復(fù)實驗操作不一定一致（如入射球每次不是從同一高度下落、斜槽或白紙位置發(fā)生變動） （2）、在驗證動量守恒定律的實驗中，必須要求的條件是： Ａ．軌道是光滑的； Ｂ．軌道末端的切線是水平的； Ｃ．ｍ1 和ｍ2 的球心在碰撞的瞬間在同一高度； D．每次ｍ1 都要從同一高度由靜止?jié)L下。 （3）、在驗證動量守恒定律的實驗中，必須測量的量有： Ａ．小球的質(zhì)量ｍ1 和ｍ2 ； Ｂ．小球的半徑r； Ｃ．桌面到地面的高度Ｈ； Ｄ．小球ｍ1 的起始高度ｈ； Ｅ．小球從拋出到落地的時間ｔ； Ｆ．小球ｍ1 未碰撞飛出的水平距離； Ｇ．小球ｍ1和ｍ2 碰撞后飛出的水平距離。 【實驗方案二】 【實驗方案三】 【實驗方案四】 A B 四、教學(xué)小結(jié) 略 五、布置作業(yè) p5 1 、 2