2020版物理新攻略总复习北京专用课件：第七章　第4讲　实验：验证动量守恒定律

1、总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引 第第4 4讲实验讲实验: :验证动量守恒定律验证动量守恒定律 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引总纲目录 实验装置与实验原理 实验步骤 知知 识识 梳梳 理理 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引总纲目录 考点 实验方法及注意事项 深深 化化 拓拓 展展 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 知识梳理 实验装置与实验原理实验装置与实验原理 图1实验装置 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 图2实验原理 验证关系式m1OP=m1OM+m2ON成立即可 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 实验步骤实验步骤 (1)测质量

2、: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,按照如图1所示的装置。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。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 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

3、均位置N。如图所示。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 (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m1OP=m1OM+m2ON,看在误差允许的范围内 是否成立。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 1.在做“验证动量守恒定律”实验时,入射球a的质量为m1,被碰球b的质 量为m2,小球的半径为r,各球的落地点如图所示,下列关于这个实验的说 法正确的是() 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 A.入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球 B.让入射球与被碰球连续10次相碰,每次都要使入射小球从斜槽上不同 的位置滚

4、下 C.要验证的表达式是m1ON=m1OM+m2OP D.要验证的表达式是m1OP=m1OM+m2ON E.要验证的表达式是m1(OP-2r)=m1(OM-2r)+m2ON 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 答案答案 D在此装置中,应使入射球的质量大于被碰球的质量,防止入射 球碰后反弹或静止,故A错;入射球每次必须从斜槽的同一位置由静止滚 下,保证每次碰撞都具有相同的初动量,故B错;两球做平抛运动时都具有 相同的起点,故应验证的关系式为:m1OP=m1OM+m2ON,D对,C、E错。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 2.某同学在“验证动量守恒定律”的实验中,测得两

5、小球的平均落点与 O点的距离如图所示,实验中已测得入射小球的质量为m1,若碰撞过程中 动量守恒,则被碰小球的质量m2=。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 答案答案 211 3 ()ss m s 解析解析设小球做平抛运动的竖直高度为h,则飞行时间由h=gt2得t= 。由平抛知识可知入射小球m1碰前速度v0=,碰后落到M点,因而碰 后速度v1=。被碰球m2碰后速度v2=,由碰撞中动量守恒知m1v0=m1v1+ m2v2 即m1=m1+m2 解得m2=。 1 2 2h g 2 s t 1 s t 3 s t 2 s t 1 s t 3 s t 211 3 ()ss m s 总纲目录

6、知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 深化拓展 考点实验方法及注意事项考点实验方法及注意事项 1.斜槽末端的切线必须水平,调整方法是让碰撞的小球放在斜槽末端水平 部分的任一位置都能静止; 2.入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放; 3.入射小球质量每次都应大于被碰球的质量; 4.实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸位置要始终保持不变。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 1-1(2017朝阳二模)若采用图甲、乙所示两种实验装置来验证动量守 恒定律(图中小球半径相同、质量均已知,且mAmB,B、B两点在同一水 平线上),下列说法正确的是() 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引

7、深化拓展 A.采用图甲所示的装置,必需测量OB、OM、OP和ON的长度 B.采用图乙所示的装置,必需测量OB、BN、BP和BM的长度 C.采用图甲所示的装置,若mAON=mAOP+mBOM,则表明此碰撞动量 守恒 D.采用图乙所示的装置,若=+,则表明此碰撞机械能 也守恒 1 B N 1 B M 1 B P 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 答案答案D图甲中,球在空中做平抛运动的水平速度可分别表示为 、和,因在空中飞行时间相等,故可用OM、OP和ON的长度 代表水平速度,而不需测量时间,所以A项错误;图甲中,单独释放A球时 落点为P,A与B碰后A的落点为M,而B的落点为N,故验证

8、动量守恒的方程 为mAOP=mAOM+mBON,故C项错误;图乙中由H=gt2可得A单独飞行时 的水平速度大小vA=,A与B碰后A的水平速度大小vA=, OM t OP t ON t 1 2 2 x B P g 2 x B M g 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 而B的水平速度大小vB=,验证动量守恒的方程可简化为mA =mA+mB,故B项错误;图乙中,若碰撞过程的机械能守 恒,则有mA=mA+mB,联立可得=+,故 D项正确。 2 x B N g 1 B P 1 B M 1 B N 1 2 1 B P 1 2 1 B M 1 2 1 B N 1 B N 1 B M 1 B P

9、 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 1-2(2018西城一模)如图1所示,用半径相同的A、B两球的碰撞可以验 证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定 位置C由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于 水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次, 得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端,让A球仍从 位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹 ,重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落 点是P点,O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图2所示。 总

10、纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 图1 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 图2 (1)在这个实验中,为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足m1 m2(选填“”或“BC(2)C (3)m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2 (4)OPOM和ON (5) 连接OP、OM、ON,作出M、N在OP方向上的投影点M、N,如图所 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 示。分别测量出OP、OM、ON的长度。若在实验误差允许范围内,满 足关系式m1OP=m1OM+m2ON,则可以认为两小球碰撞前后在OP方向 上动量守恒。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 解析解析(1)为了保证两小球相碰之后都能平抛出去,则m1m2。需测量小 球的质量和平抛运动的水平位移,所以需要天平和刻度尺。 (2)实验过程存在误差,为了减小误差,可以取小球的落点平均位置来 研究。 (3)由平抛运动的时间相等,再根据动量守恒定律有: m1=m1+m2,可得 m1OP=m1OM+m2ON 若为弹性碰撞同时满足动能不变: OP t OM t ON t 总纲目录 知识梳理 深化拓