高考物理一轮复习 第6章 动量和动量守恒定律 实验7 验证动量守恒定律课件 新人教版.ppt

第六章 动量和动量守恒定律 实验七验证动量守恒定律 基础知识梳理 一 实验目的验证动量守恒定律 二 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 三 实验器材方案一 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 方案二 带细线的摆球 两套 铁架台 天平 量角器 坐标纸 胶布等 方案三 光滑长木板 打点计时器 纸带 小车 两个 天平 撞针 橡皮泥 方案四 斜槽 小球 两个 天平 复写纸 白纸等 方案二 利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验 如图所示 1 测质量 用天平测出两小球的质量m1 m2 2 安装 把两个等大小球用等长悬线悬挂起来 3 实验 一个小球静止 拉起另一个小球 放下时它们相碰 4 测速度 可以测量小球被拉起的角度 从而算出碰撞前对应小球的速度 测量碰撞后小球摆起的角度 算出碰撞后对应小球的速度 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 方案四 利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 如图所示 1 测质量 用天平测出两小球的质量 并选定 的小球为入射小球 2 安装 按照上图所示安装实验装置 调整固定斜槽使 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 质量大 斜槽底端水平 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 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 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 如图所示 圆规 斜槽同一高度自由 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 看在误差允许的范围内是否成立 7 结束 整理好实验器材放回原处 m1 op m1 om m2 on 2 验证的表达式方案一 二 三 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 方案四 m1 op m1 om m2 on六 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 1 若利用气垫导轨进行实验 调整气垫导轨时 注意利用水平仪确保导轨水平 2 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面内 3 若利用长木板进行实验 可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力 4 若利用斜槽小球碰撞应注意 斜槽末端的切线必须水平 入射小球每次都必须从斜槽同一位置由静止释放 选质量较大的小球作为入射小球 实验过程中实验桌 斜槽 记录的白纸的位置要始终保持不变 核心考点突破 教材原型实验 1 用螺旋测微器测量两小球的直径 如图乙所示 螺旋测微器的读数为 mm 3 700 2 入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放 其目的是 a 为了使入射小球每次都能水平飞出槽口b 为了使入射小球每次都以相同的动量到达槽口c 为了使入射小球在空中飞行的时间不变d 为了使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞 b bd 解析 1 螺旋测微器的主尺部分读数为3 5mm 转动部分读数为20 0 0 01mm 0 200mm 故螺旋测微器的读数为3 5mm 0 200mm 3 700mm 2 入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放 使入射小球每次都以相同的速度到达槽口 即保证入射小球每次都以相同的动量到达槽口 故b正确 a c d错误 方法总结 验证动量守恒定律实验的注意事项 1 前提条件 保证碰撞是一维的 即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动 碰撞之后仍沿这条直线运动 2 利用斜槽进行实验 由于斜槽对小球有摩擦力 所以入射小球的质量要大于被碰小球的质量 即m1 m2 防止碰后m1被反向弹回 类题演练1 c 3 完成上述实验后 某实验小组对上述装置进行了改进 如图乙所示 在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面 斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接 使小球1仍从斜槽上a点由静止滚下 重复实验步骤1和2的操作 得到两球落在斜面上的平均落点m p n 用刻度尺测量斜面顶点到m p n 三点的距离分别为l1 l2 l3 则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 用所测物理量的字母表示 验证动量守恒实验创新主要是两种途径 1 用新器材实现实验方式的创新 比如使用气垫导轨来减少摩擦力对实验的影响 2 从实验模型角度进行创新 因此所有满足动量守恒定律的模型均可以用来验证动量守恒 实验拓展创新 a和b用细线连接 中间夹一被压缩了的轻弹簧 静止放置在平台上 细线烧断后 a b瞬间被弹开 向相反方向运动 记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t 滑块a最终停在c点 图中未画出 用刻度尺测出ac之间的距离sa 小球b从平台边缘飞出后 落在水平地面的b点 用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与b点之间的水平距离sb 改变弹簧压缩量 进行多次测量 类题演练2 1 图 b