复习：《实验：验证动量守恒定律》教学设计一、教学目标：【知识与技能】1、明确验证动量守恒定律的基本思路；2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法；3、掌握实验数据处理的方法；【过程与方法】1、学习根据实验要求，设计实验，完成气垫导轨实验和斜槽小球碰撞实验的设计方法；2、学习根据实验数据进行处理、归纳、总结的方法。
【情感态度与价值观】1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。
3、在对实验数据处理、误差处理的过程中合作探究、头脑风暴，提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。
【教学重难点】教学重点：验证动量守恒定律的实验探究教学难点：速度的测量方法、实验数据的处理．【教学过程】（一）复习导入：问题1、动量守恒定律的内容是什么？2、动量守恒的条件是什么？（二）讲授新课实验方案一：气垫导轨以为碰撞实验1、实验器材气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等.2、实验步骤（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装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向③通过放置橡皮泥、振针、胶布等改变能量损失).（4）验证：一维碰撞中的动量守恒.（5）数据处理1.滑块速度的测量：v ＝Δx Δt，式中Δx 为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间.2.验证的表达式：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v′1＋m 2v′2。
（6）注意事项气垫导轨应水平[典例1] 现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中，气垫导轨上有A 、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间.实验测得滑块A 的质量m1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m2＝0.108 kg ，遮光片的 宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示.实验测得滑块A 的质量m1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m2＝0.108 kg ，遮光片的 宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示.(b)若实验允许的相对误差绝对值× 100%最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程.[解析] 按定义，滑块运动的瞬时速度大小v 为v ＝Δs Δt ① 式中Δs 为滑块在很短时间Δt 内走过的路程设纸带上打出相邻两点的时间间隔为ΔtA ，则ΔtA ＝1f＝0.02 s ② ΔtA 可视为很短设滑块A 在碰撞前后瞬时速度大小分别为v0、v1.将②式和图给实验数据代入①式得v0＝2.00 m/s ③ v1＝0.970 m/s ④滑代入题给实验数据得v2＝2.86 m/s ⑥设两滑块在碰撞前后的总动量分别为p 和p ′，则p ＝m1v0⑦ p ′＝m1v1＋m2v2⑧ 两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 δp ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪p －p ′p ×100%⑨ 块B 在碰撞后的速度大小为v2，由①式有 v2＝d ΔtB⑤ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得δp ＝1.6%<5%⑩因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律.练习1、某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.(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向气垫导轨空腔内通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先 ，然后 ，让滑块带动纸带一起运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示；⑧测得滑块1的质量为310 g ，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g 。
（1）完善实验步骤⑥的内容。
(2)已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为 kg ·m/s ；两滑块相互作用以后系统的总动量为 kg ·m/s(保留三位有效数字).(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是 。
解析：(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1.(2)作用前滑块1的速度v 1＝0.20.1m/s ＝2 m/s ，系统的总动量为0.310 kg ×2 m/s ＝0.620 kg ·m/s ；作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v ＝0.1680.14m/s ＝1.2 m/s ，系统的总动量为(0.310 kg ＋0.205 kg)×1.2 m/s ＝0.618 kg ·m/s.(3)结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器的限位孔有摩擦，使实验出现误差. 方案二：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验1、实验器材光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥.2、实验步骤1.测质量：用天平测出两小车的质量.2.安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.3.实验：接通电源，让小车A 运动，小车B 静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动.4.测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v ＝ 算出速度.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.（3）数据处理1.小车速度的测量：v ＝Δt Δv，式中Δx 是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，Δt 为小车经过Δx 的时间，可由打点间隔算出.2.验证的表达式：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v ′1＋m 2v ′。
（4）注意事项1.保证正碰；2.需平衡摩擦力。
[典例2]某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验: 在小车A 的前端粘有橡皮泥, 推动小车A 使之做匀速运动, 然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体, 继续做匀速运动. 他设计的装置如图 (a)所示. 在小车A 后连着纸带, 电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz, 长木板下垫着小木片以平衡摩擦力.（1）若已测得打点的纸带如图(b)所示, 并测得各计数点的间距(已标在图上). A 为运动的起点, 则应选________段来计算A 碰撞前的速度, 应选________段来计算A 和B 碰后的共同速度(以上两空选填“AB ”“BC ”“CD ”或“DE ”).（2）已测得小车A 的质量m1＝0.4kg, 小车B 的质量m2＝0.2kg, 则碰前两小车的总动量大小为________kg ·m/s, 碰后两小车的总动量大小为________kg ·m/s.（计算结果保留三位有效数字）【解析】试题分析：（1）推动小车A 使之做匀速运动，故应该选择点迹均匀的BC 段求解碰前小车A 的速度，A 和B 碰后的共同匀速运动，故选择DE 段求解碰后的速度；（2）碰前小车A 的速度m/s ，A 和B 碰后的共同匀速运动m/s ，碰前两小车的总动量大小为0.420 kg ·m/s ，碰后两小车的总动量大小为kg ·m/s 。
考点：验证动量守恒定律的实验方案三：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律1、实验器材斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等.2、实验步骤1.测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球。
2.安装：如图所示安装实验装置.调整固定斜槽使斜槽底端水平。
3.铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好.记下重垂线所指的位置O.4.放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次.用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置.5.碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次.用步骤4的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N.如图乙所示.6.验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度.将测量数据填入表中。
最后代入 m1·OP ＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立。
3、数据处理验证的表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.3、注意事项1.斜槽末端的切线应水平;2.小球半径应相等;3.被撞小球的质量应小于撞击小球的质量;4.每次都应让小球从同一高度由静止滚下。
[典例3]如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.(1)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过仅测量(填选项前的符号)间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复. 接下来要完成的必要步骤是。