高考物理总复习 第七章 第3课 实验 验证动量守恒定律课件 (2).ppt

第三单元实验与探究第3课实验 验证动量守恒定律 第七章动量守恒定律及其应用 知能要求与高考展望 1 理解实验原理 掌握实验的器材 装置 方法 步骤 2 能够运用不同的装置与方法验证动量守恒关系 3 该实验为命题热点实验 在高考中出现的几率较高 课前自修 1 选取的物理模型 用质量 的小球去正碰原来静止的质量 的小球 需验证的方程式是 m1v1 m1v1 m2v2 2 上式中质量m1和m2用天平测出 速度v1 v1 v2 则用代换的方法得到 碰前 碰后让小球从同一高度分别以v1 v1 v2 做平抛运动 它们飞行的时间相同 令其为t 相应的水平射程分别为s1 v1t s2 v1 t s3 v2 t 这样 需验证的动量守恒方程便可转化为验证 不容易测到的水平速度v1 v1 v2 换成很容易测出的水平射程s1 s1 s2 较大 较小 m1s1 m1s1 m2s2 3 为了保证质量较大的小球每次碰撞前都有相同的水平速度v1 采用的方法是让小球每次都从 沿光滑斜槽下滑 同一位置 重难突破 1 实验目的研究在碰撞的过程中 相互作用的物体系统动量守恒 2 实验原理在一维碰撞中 测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v v 找出碰撞前的动量p m1v1 m2v2及碰撞后的动量p m1v1 m2v2 看碰撞前后动量是否守恒 3 实验器材斜槽 小球 两个 天平 复写纸 白纸等 4 实验方案利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 如图所示 1 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 按照上图所示安装实验装置 调整固定斜槽使斜槽底端水平 3 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 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 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 如下图所示 6 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 m1 m2 看在误差允许的范围内是否成立 7 整理好实验器材并放回原处 8 实验结论 在实验误差允许范围内 碰撞系统的动量守恒 5 注意事项 1 前提条件 碰撞的两物体应保证 水平 和 正碰 2 方案提醒 若利用气垫导轨进行实验 调整气垫导轨时 应用水平仪确保导轨水平 若利用摆球进行实验 两小球静放时球心应在同一水平线上 且刚好接触 摆线竖直 将小球拉起后 两条摆线应在同一竖直平面内 若利用长木板进行实验 可在长木板下垫一小木片来平衡摩擦力 若利用斜槽进行实验 入射球质量要大于被碰球质量 即 m1 m2 防止碰后m1被反弹 3 探究结论 寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变 题型探究 题型一 实验条件 原理的理解和数据处理 例1 某同学用下图所示的装置通过半径相同的a b两球 ma mb 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 1 碰撞后b球的水平射程应取为 cm 2 在下列选项中 哪些是本次实验必须进行测量的 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球和b球的质量 或两球质量之比 e 测量o点相对于水平槽面的高度 3 下列对入射小球在斜槽上释放点的高低对实验造成的影响的说法中正确的是 a 释放点越低 小球受阻力越小 入射小球速度越小 误差越小b 释放点越低 两球碰后水平位移越小 水平位移测量的相对误差越小 两球速度的测量越准确c 释放点越高 两球相碰时 相互作用的内力越大 碰撞前后动量之差越小 误差越小d 释放点越高 入射小球对被碰小球的作用力越大 轨道对被碰小球的阻力越小 解析 1 如题图乙所示 用一尽可能小的圆把小球落点圈在里面 由此可见圆心c的位置是65 7cm 这也是小球落点的平均位置 2 本实验中要测量的数据有 两个小球的质量m1 m2 三个落点的位置到o点的距离s1 s2 s3 所以应选a b d 3 入射球的释放点越高 入射球碰前速度越大 相碰时内力越大 阻力的影响相对减小 可以较好地满足动量守恒的条件 也有利于减少测量水平位移时的相对误差 从而使实验的误差减小 选项c正确 答案 1 65 7 65 5 65 9均可 2 abd 3 c 方法点窍 只有理解本实验的重要环节 并对本实验的原理非常明确才能清楚解题 题型二 实验创新题探究 例2 用如图所示装置来验证动量守恒定律 质量为mb的钢球b放在小支柱上 球心离地面高度为h 质量为ma的钢球a用细线栓好悬于o点 o点到球心的距离为l 把细线拉开与竖直线之间的夹角为 由静止释放a球 摆到最低点时恰与b球发生正碰 碰撞后 a球把轻质指示针c推移到与竖直线夹角为 处 b球落到地面上 地面上铺有一张盖有复写纸的白纸d 用来记录b球的落点 让a球多次从同一位置摆下 b球落地出现许多落点 1 记录b球落点的平均位置的方法是 2 用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前 后a b两球的动量 设a