《验证动量守恒定律实验》导学案
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约4160字。
验证动量守恒定律实验(探究)导学案
一、实验目的:
1、研究一维碰撞(对心正碰)中的动量守恒
2、培养学生的动手实验能力和探索精神
二、实验原理:
在一维碰撞的情况下,设两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前它们速度分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为 、 .且系统所受外力的矢量和为0,只要验证
,就可判断碰撞前后动量守恒。
三、实验方案:
A方案1:.利用气垫导轨实现两个滑块一维碰撞
(一)、实验器材:气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧、细绳等
(二)、实验过程:
1. 测质量:用天平测出滑块的质量
2.安装:正确安装好气垫导轨
3. 实验:接通电源,利用配套的光电计时器测出两个滑块各种情况下碰撞前后的速度
(改变滑块的质量、改变滑块初速度的大小、方向)
速度的测量方法:如图所示,图中滑块上红色部分为挡光板,挡光板有一定的宽度,设为L.气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关,并与计时装置相连,构成光电计时装置.
当挡光板穿入时,将光挡住开始计时,穿过后不再挡光则停止计时,设记录的时间为t,则滑块相当于在L的位移上运动了时间t,所以滑块匀速运动的速度v=L/t.
4. 验证一维碰撞中的动量守恒
例题1: 如图所示,在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A、B,做探究碰撞中不变量的实验:
(1)把两滑块A和B紧贴在一起,在A上放质量为m的砝码,置于导轨上,用电动卡销卡住A和B,在与A和B的固定挡板间放一弹簧,使弹簧处于水平方向上的压缩状态。
(2)按下电钮使电动卡销放开,同时起动两个记录两滑块运动时间的电子计时器,当A和B与挡板C和D碰撞同时,电子计时器自动停表,记下A至C运动时间t1,B至D运动时间t2。
(3)重复几次取t1,t2的平均值。
请回答以下几个问题:
①在调整气垫导轨时应注意 ;
②应测量的数据还有 ;
③作用前A、B两滑块速度与质量乘积之和为 ,作用后A、B两滑块速度与质量乘积之和为 。
B方案2:.利用等长悬线悬挂大小相等的小球实现一维碰撞
(一)、实验器材:带细线的两个相同小球、天平、铁架台、量角器等
(二)、实验过程:
1. 测质量:用天平测出两个小球的质量
2.安装:把两个大小相等的小球用等长悬线悬挂起来
3. 实验:一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰
4. 测速度:可以测量小球被拉起使其摆线伸直与竖直方向的夹角,从而计算出碰撞前对应小球的速度,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后小球的速度
5. 改变条件:改变碰撞条件,重复实验
6. 验证一维碰撞中的动量守恒
例题2:在课本参考案例(二)中,下列说法正确的是(
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