第一章動(dòng)量動(dòng)量守恒定律1.4實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律選擇性必修第一冊(cè)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)方法有哪些.2.知道驗(yàn)證過程中需要測(cè)量的物理量及其測(cè)量方法.3.知道驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)．【知識(shí)梳理】1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2.實(shí)驗(yàn)原理.3.實(shí)驗(yàn)方案及注意事項(xiàng)1.掌握同一條直線上運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體碰撞前后的速度的測(cè)量方法;驗(yàn)證一維碰撞中的動(dòng)量守恒。2.掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法;探究一維彈性碰撞的特點(diǎn)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谝痪S碰撞中,測(cè)出物體的質(zhì)量m1、m2和碰撞前后物體的速率v、v',找出碰撞前的動(dòng)量p=m1v1+m2v2及碰撞后的動(dòng)量p'=m1v1'+m2v2',看碰撞前后動(dòng)量是否守恒。二、實(shí)驗(yàn)原理需要考慮的問題：1．保證發(fā)生一維碰撞．可以利用凹槽或氣墊導(dǎo)軌限定運(yùn)動(dòng)在同一直線上進(jìn)行，如課本“參考案例1、2的實(shí)驗(yàn)裝置”．2．質(zhì)量的測(cè)量．可以利用天平測(cè)量物體的質(zhì)量．3．速度的測(cè)量．（1）氣墊導(dǎo)軌上兩滑塊的碰撞是一維碰撞，它與光電計(jì)時(shí)器的配合使用可以迅速測(cè)量出兩個(gè)滑塊碰前、碰后的速度：若滑塊上擋光條的寬度為d，滑塊通過某處光電計(jì)時(shí)器的擋光時(shí)間為Δt，則滑塊通過該處的速度v＝

．(如圖）3．速度的測(cè)量．（2）若將一小球用長L的細(xì)線懸掛起來，并拉起一個(gè)與豎直方向成θ的夾角，無初速釋放后，小球到達(dá)最低處的速度v＝

．（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出

的紙帶能記錄運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位移，若所打各點(diǎn)均勻分布，可以判斷物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率和紙帶上各相鄰點(diǎn)間的距離，便可求出物體運(yùn)動(dòng)的速度v3．速度的測(cè)量．（4）平拋運(yùn)動(dòng)中利用等效替代的思想來表示速度(如參考案例二）4.將實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的物理量填入如下表格．(m1＝________；m2＝________)

碰撞前碰撞后速度v1v2

mvm1v1＋m2v2

實(shí)驗(yàn)器材:氣墊導(dǎo)軌、光電門、數(shù)字計(jì)時(shí)器、氣泵、彈性碰撞器、撞針、橡皮泥、輕質(zhì)彈簧等?！緦?shí)驗(yàn)方案一】利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)過程:（1）測(cè)質(zhì)量（2）安裝器材（3）實(shí)驗(yàn)操作（4）滑塊速度的測(cè)量方法例1.在利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒時(shí)，用到的測(cè)量工具有()A．停表、天平、刻度尺B．彈簧測(cè)力計(jì)、停表、天平C．天平、刻度尺、光電計(jì)時(shí)器D．停表、刻度尺、光電計(jì)時(shí)器答案：C解析：用天平測(cè)滑塊質(zhì)量，用刻度尺測(cè)擋光片的寬度．運(yùn)動(dòng)時(shí)間是指擋光片通過光電門的時(shí)間，由光電計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，因此不需要停表．(1)明確研究對(duì)象和研究過程．hν：光電子的能量．(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性．[師]在以前的學(xué)習(xí)中，同學(xué)們肯定已經(jīng)注意到，每一個(gè)物理量都有自己的表示符號(hào)．物理學(xué)上，路程用“s”表示，時(shí)間用“t”表示，速度用“v”表示．如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體在“t”時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的二、電磁波的發(fā)射與接收4、船閘是最大的連通器，為了讓學(xué)生獲得一定的感性認(rèn)識(shí)，我把船通過船閘的過程制作成動(dòng)畫模型，讓學(xué)生對(duì)船閘工作過程了解清楚，加深對(duì)連通器的理解，同時(shí)也讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理科學(xué)的巨大作用。并以船閘為契機(jī)，挖掘蘊(yùn)藏著的愛國主義教育素材，培養(yǎng)學(xué)生的民族自信心和自豪感。1．對(duì)麥克斯韋電磁場理論的理解③普朗克常量：h＝ke(k為斜率，e為電子電量)10n→11H＋0－1e衰變規(guī)律 質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒②接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光．學(xué)情分析：③用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏的距離l(d是已知的)．2．躍遷中兩個(gè)易混問題（一）知識(shí)與技能

1．用

分別測(cè)出半徑相同的兩小球的質(zhì)量，并選定

小球?yàn)槿肷湫∏颍緦?shí)驗(yàn)方案二】：利用斜槽上滾下的小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律4.不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次．用圓規(guī)畫

盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面．

就是小球落點(diǎn)均位置天平質(zhì)量大的2．按圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置．調(diào)整固定斜槽使

斜槽底端切線水平3．白紙?jiān)谙?，?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好．記下重垂線所指的位置O.盡可能小的圓圓心P5.把被碰小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次．用步驟4的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N.如圖所示．

6.連接ON,測(cè)量線段

．將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中．最后代入

,看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立．7.整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處．8.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi),

．OP、OM、ON的長度m1OP＝m1OM＋m2ON在碰撞過程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒例2.某同學(xué)用如圖所示的裝置，研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量和機(jī)械能關(guān)系．圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球m1多次從斜軌上的G位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量出平拋的射程OP.然后把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上的G位置由靜止釋放，與小球m2相碰，并且多次重復(fù)．實(shí)驗(yàn)得到小球的落點(diǎn)的平均位置分別為M、N.(1)實(shí)驗(yàn)必須要求滿足的條件是________．A．斜槽軌道必須是光滑的B．斜槽軌道末端的切線是水平的C．測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HD．若入射小球質(zhì)量為m1，被碰小球質(zhì)量為m2，則m1＞m2(2)若實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足______________________________，就可以驗(yàn)證碰撞過程中動(dòng)量守恒．(1)BD(2)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON例3.(多選)在驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件是(

)A．斜槽軌道必須是光滑的B．斜槽軌道末端的切線是水平的C．入射球每一次都要從同一高度由靜止?jié)L下D．碰撞的瞬間，入射球和被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行答案：BCD

1．測(cè)質(zhì)量：2．安裝：【實(shí)驗(yàn)方案三

】利用長木板上兩車碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)3.滑塊速度的測(cè)量方法——處理紙帶例4.用如圖甲所示的裝置探究碰撞中的動(dòng)量守恒，小車P的前端、小車Q的后端均粘有橡皮泥，小車P的后端連接通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，在長木板右端墊放木塊以平衡摩擦力，推一下小車P，使之運(yùn)動(dòng)，與靜止的小車Q相碰粘在一起，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．(1)實(shí)驗(yàn)獲得的一條紙帶如圖乙所示，根據(jù)點(diǎn)跡的不同特征把紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行了區(qū)域劃分，用刻度尺測(cè)得B、C、D、E各點(diǎn)到起點(diǎn)A的距離．根據(jù)碰撞前后小車的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)選紙帶上________段來計(jì)算小車P的碰撞前速度．(2)測(cè)得小車P(含橡皮泥)的質(zhì)量為m1，小車Q(含橡皮泥)的質(zhì)量為m2，如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式________，則說明小車P、Q組成的系統(tǒng)碰撞前后動(dòng)量守恒．(3)如果在測(cè)量小車P的質(zhì)量時(shí)，忘記粘橡皮泥，則所測(cè)系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量與系統(tǒng)碰撞后總動(dòng)量相比，將________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)．[答案]

(1)BC(2)(3)偏小【實(shí)驗(yàn)方案四】利用圓周運(yùn)動(dòng)完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1.測(cè)質(zhì)量：2.測(cè)速度：例5.(多選)如圖所示，在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)等體積小球用線懸掛起來，一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下后它們相碰，則下列說法正確的是()A．懸掛兩球的細(xì)繩長度要適當(dāng)，且等長B．由靜止釋放小球，以便較準(zhǔn)確計(jì)算小球碰前速度C．兩小球必須都是彈性球，且質(zhì)量相同D．兩小球碰后可以粘在一起共同運(yùn)動(dòng)答案：ABD③普朗克常量：h＝ke(k為斜率，e為電子電量)(1)箱內(nèi)頂部受到水的壓強(qiáng)和壓力；(2)逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的最小值．(1)理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒．(1)定義：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力．(2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV計(jì)算．因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”．學(xué)情分析：(2)氫原子的能級(jí)和軌道半徑(3)x1、x2均為沿動(dòng)量方向相對(duì)于同一參考系的位移．(1)觀察干涉條紋[生]蝸牛爬行最慢，光速最快．因?yàn)槲伵Ｅ佬械乃俣茸钚?，光的速度最大．一、光電效?yīng)[生](以地面為參照物)它們都在運(yùn)動(dòng)．[生]速度等于路程除以時(shí)間．1．光的波粒二象性衰變類型 α衰變 β衰變(1)公式：N余＝N原12t/τ，m余＝m原12t/τ(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性．師：用一個(gè)塑料袋裝滿水，用一個(gè)釘子從底部扎一小孔，水就會(huì)從底部流出。1、眼球的結(jié)構(gòu)。由此會(huì)有兩種能量表達(dá)：靜止時(shí)的能量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量；兩能量之差就是物體的動(dòng)能Ek，即Ek＝E－E0.(1)理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒．2、如圖所示，放在水平桌面上的瓶子，內(nèi)盛部分飲料，瓶口用塞子塞緊，倒過來時(shí)，液體對(duì)瓶塞的壓強(qiáng)比原來對(duì)瓶底的壓強(qiáng)_____，原因是_____；瓶子對(duì)桌面的壓強(qiáng)變_____，原因是_______________________