2013年高考一轮：第六章实验七验证动量守恒定律.ppt

,图实71,三、实验器材斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。四、实验步骤(1)用天平测出两个小球的质量m1、m2。选质量大的作为入射小球。(2)按图实72所示安装好实验装置，使斜槽的末端点切线水平。,图实72,(3)在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，当小球落在复写纸上时，便在白纸上留下了小球落地的痕迹。(4)在白纸上记下重垂线所指的位置O。(5)先不放上被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度滚下，重复10次。用尽可能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。,五、注意事项(1)本实验中两个小球质量不同，一定将质量大的作入射小球，质量小的作被碰小球，如果用质量小的与质量大的相碰，则质量小的球可能反弹，这样就不能准确测定入射小球碰后的速度。(2)该实验要确保斜槽末端水平。检验是否水平的方法是：将小球轻轻放在斜槽末端的水平部分的任一位置，若小球均能保持静止，则表明斜槽末端已水平。,(3)保证入射小球每次必须从斜槽轨道同一位置由静止释放，且尽可能的让小球的释放点高些。(4)实验过程中要确保实验桌、斜槽及白纸的位置始终不变。(5)在计算时一定要注意m1、m2和OP、OM、ON的对应关系。,六、误差分析实验中发现碰撞后系统(m1、m2)水平方向的总动量小于碰撞前系统水平方向的总动量，误差主要来源于：(1)难做到准确的正碰，则误差较大；斜槽末端若不水平，则得不到准确的平抛运动而造成误差。(2)O、P、M、N各点定位不准确，测量和作图有偏差。,七、实验改进1改进方案(1)实验器材：气垫导轨，光电计时器，两辆已知质量相同的小车，弹簧，细线，砝码，双面胶。(2)实验步骤：调整导轨使之处于水平状态，并使光电计时器系统正常工作。导轨上一小车静止，用另一小车与其碰撞，观察两小车的速度变化。,如图实73所示，将两小车用压缩的弹簧连接在一起烧断细线，观察两小车的运动速度。,图实73,在一小车上贴上双面胶，用另一小车碰撞它，使两小车随后粘在一起运动。观察小车碰撞前、后速度的变化。改变其中某一小车的质量，重复以上步骤。对两小车组成的系统，分析以上几种情况下碰撞前后系统动量是否保持不变。2实验评价改进后能进一步减小实验误差，且能够验证不同运动状态下的碰撞规律，但对实验器材的要求较高，普及难度较大。,例1某同学用图实74甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次。图实74甲中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图实74乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。,图实74,(1)碰撞后B球的水平射程应取为_cm。(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？_。(填选项号)A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B.A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C测量A球或B球的直径D测量A球与B球的质量(或两球质量之比)E测量G点相对于水平槽面的高度,解析(1)用最小的圆将所有点圈在里面，圆心位置即为落点平均位置，找准平均位置，读数时应在刻度尺的最小刻度后面再估读一位。读数为64.7cm。(2)以平抛时间为时间单位，则平抛的水平距离在数值上等于平抛初速度。设A未碰B，平抛水平位移为sA；A、B相碰后，A、B两球的水平位移分别为sA、sB，A、B质量分别为mA、mB，则碰前A的动量可写成mAsA，碰后A、B总动量为mAsAmBsB，要验证动量是否守恒，即验证以上两动量是否相等，所以该实验应测量的物理量有mA、mB、sA、sA、sB。答案(1)64.7(从64.2cm到65.2cm的范围内都正确)(2)ABD,例2某同学设计了一个用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，他设计的具体装置如图实75甲所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。,图实75,(1)若已测得打点纸带如图实75乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)，A为运动起始的第一点，则应选_段来计算A的碰前速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空填“AB”或“BC”或“DC”