实验优质课：1.4 验证动量守恒定律.docx

16.1 实验：探究碰撞中的不变量 导学案 【学习目标】 1、能依据已有知识合理设计实验方案。 2、能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。 3、能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论。 4、坚持实事求是，在合作中既能坚持观点又能修正错误。 【学习重点】能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。 【学习难点】学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论 【学习方法】 探究 实验 讨论 【预习案】 实验原理 动量守恒定律条件是什么？ 在现实生活中，或者在实验室中，我们很难排除接触面摩擦力的作用，是不是没法做验证动量守恒定律的实验？ 3、何为一维碰撞？水平轨道上的一维碰撞满足动量守恒的条件吗？ 实验仪器 1、本实验需要测量哪些物理量？ 2、如何测量物体的质量？如何测量碰撞前后物体的速度，有几种测量方法？ 三、设计实验 （1）实验中哪些物体组成了要研究的系统？ （2）如何创造实验条件，使系统所受外力的矢量和近似为0？ （3）如果物体碰撞后的速度方向与原来的方向相反，应该怎样记录？ 【探究案】 四、实验方案 1、各种碰撞情景的实现 ①能量损失很小的碰撞—两滑块相碰两端安装弹性碰撞架（P17图1.4-2）。 ②能量损失很大的碰撞—两滑块相碰分别端安装撞针和橡皮泥，橡皮泥插入撞针中，两个滑块连成一体，共同运动（P17图1.4-3）。 ③用细线将弹簧压缩，置于两个滑块之间，使它们静止，烧断细线，弹簧弹开后落下，两滑块立即朝相反方向运动（P18图1.4-34）。 2、实验步骤 （1）安装好安装光电门、气垫导轨并调节气垫导轨水平。 （2）用天平测量两滑块的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。 （3）使两滑块依次发生甲、乙、丙图所示的碰撞情况，记录挡光时间，计算滑块碰撞前后的速度并记录在下表中。 （4）改变滑块质量和速度，重复步骤（2）（3）； （5）进行数据处理，通过分析比较，验证滑块碰撞前后动量是否守恒。 （6）整理实验仪器。 五、数据分析 实验甲：_______________________________________________________ 实验乙：_______________________________________________________ 实验丙：_______________________________________________________ 六、得出结论 在误差允许的范围内，如果一个系统不受外力，或者外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。 七、评估交流 本实验的误差来源是什么？怎么减小实验误差？ 八、拓展与提升 在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端，如图所示，在连续的敲打下，这辆车能持续地向右运动吗？说明理由. 【巩固案】 【达标检测1】某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验．气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成． (1)下面是实验的主要步骤： ①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气； ③接通光电计时器； ④把滑块2静止放在气垫导轨的中间； ⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动； ⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为：滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1＝10.01 ms，通过光电门2的挡光时间Δt2＝49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3＝8.35 ms； ⑧测出挡光片的宽度d＝5 mm，测得滑块1的质量为m1＝300 g，滑块2(包括弹簧)的质量为m2＝200 g. (2)数据处理与实验结论： ①实验中气垫导轨的作用是： A．_______________________________________________________； B．_______________________________________________________. ②碰撞前滑块1的速度v1为__________ m/s；碰撞后滑块1的速度v2为__________ m/s；滑块2的速度v3为__________ m/s.(结果均保留两位有效数字) 【达标检测2】如图为实验室常用的气垫导轨探究碰撞过程中的不变量的装置。两带有等宽遮光条的滑块A和B，质量分别为mA、mB，在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上。 （1）调节导轨使其能实现自由静止，这是表明_______________________