高二物理實(shí)驗(yàn)一 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 教案人教版

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1、16.1 實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量 一、教學(xué)目標(biāo) 【知識(shí)與技能】 1、會(huì)結(jié)合已掌握的知識(shí)探究碰撞中的不變量 2、掌握兩個(gè)物體碰撞前后的速度的測(cè)量方法 3、掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法 【過(guò)程和方法】 用實(shí)驗(yàn)的方法探究碰撞中的不變量 【情感、態(tài)度與價(jià)值觀】 1、樹(shù)立理論來(lái)源于實(shí)踐、應(yīng)用于實(shí)踐的世界觀 2、形成重視實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的良好習(xí)慣 3、培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞剿骶? 二、教學(xué)重難點(diǎn) 【重點(diǎn)、難點(diǎn)】 1、碰撞中的守恒量的探究 2、兩個(gè)物體碰撞前后的速度的測(cè)量方

2、法 3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 三、教學(xué)過(guò)程 【實(shí)驗(yàn)方案一】 1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （1）、會(huì)結(jié)合已掌握的知識(shí)探究碰撞中守恒量． （2）、掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法 （3）、培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞剿骶? 2、實(shí)驗(yàn)器材 斜槽軌道（或J2135-1型碰撞實(shí)驗(yàn)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(xiě)紙、圓規(guī)、重錘線 【點(diǎn)撥】選球時(shí)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(diǎn)太近而難找落地點(diǎn)，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(jī)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(duì)心正碰 3、實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，飛行時(shí)間相等，若取飛行時(shí)間為單位時(shí)間，則可用相等時(shí)間內(nèi)的水平位移之比代替水平速度之比。 【點(diǎn)撥】如圖所示，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)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(shí)間僅由下落高度決定，兩球下落高度相同，時(shí)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(diǎn)在水平紙面上的投影，（由槽口吊鉛錘線確定

4、）于是，上述動(dòng)量關(guān)系可表示為：m1OP= m1OM+m2ON，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究該結(jié)論是否成立。 4、實(shí)驗(yàn)步驟 （1） 將斜槽固定在桌邊使末端點(diǎn)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(xiě)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(diǎn)。 (4)不放被碰小球時(shí)，讓入射小球10次都從斜槽同一高度由靜止開(kāi)始滾下落在復(fù)寫(xiě)紙上，用圓規(guī)找出落點(diǎn)的平均位置P點(diǎn)。 （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(cè)出兩個(gè)球的質(zhì)量記入下表，用刻度尺測(cè)出OP

5、、OM、ON的長(zhǎng)度，記錄入表內(nèi)。 （7）改變?nèi)肷淝虻母叨?，重?fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，再做一次。 【點(diǎn)撥】重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(guò)高會(huì)使水平速度偏大，致使落地點(diǎn)超越原地白紙；過(guò)低會(huì)使碰撞前后速度偏小，使落地點(diǎn)彼此靠近分不清，測(cè)量?jī)汕虻乃轿灰品侄炔淮蟆? 5、實(shí)驗(yàn)記錄 入射球m1= （kg） 被碰球 m2= （kg） 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 入射球(m1) 被碰球(m2) m1 與m2碰前總動(dòng)量m1OP m1 與m2碰后總動(dòng)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(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 【點(diǎn)撥】表格中每一次實(shí)驗(yàn)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(cuò)點(diǎn)】?jī)汕蚺鲎睬昂蟮乃俣戎凳悄囊欢螌?duì)應(yīng)的水平位移數(shù)值表示分辯不清。 【易忘點(diǎn)】碰撞成功的條件m1>m2；落地點(diǎn)要取多次的平均位置。 7、實(shí)驗(yàn)結(jié)論 從實(shí)驗(yàn)表格中的數(shù)據(jù)計(jì)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(dòng)量守恒，即 m1OP= m1OM+m2ON 8、思考題 （1）、實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)碰撞后系統(tǒng)（m1、m2）水平方向的總動(dòng)量小于碰撞前

7、系統(tǒng)水平方向的總動(dòng)量，請(qǐng)分析誤差來(lái)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(diǎn)定位不準(zhǔn)確。 （c）、測(cè)量OP、OM、ON有偏差。 （d ）、儀器和重復(fù)實(shí)驗(yàn)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(dòng)） （2）、在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)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(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，必須測(cè)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(shí)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(shí)驗(yàn)方案二】 【實(shí)驗(yàn)方案三】 【實(shí)驗(yàn)方案四】 A B 四、教學(xué)小結(jié) 略 五、布置作業(yè) p5 1 、 2