高考物理总复习 第12章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核 实验十九 探究碰撞中的不变量（选考）课件.pptVIP

实验十九探究碰撞中的不变量 选考 考纲解读 1 尝试设计实验方案 知道实验需要测量的物理量和所需器材 2 根据不同的实验方案设计实验记录表 收集并正确记录数据 3 分析实验数据 得出实验结论 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 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 实验步骤方案一 利用气垫导轨完成一维碰撞实验 如图所示 1 测质量 用天平测出滑块质量 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 改变滑块的质量 改变滑块的初速度大小和方向 4 验证 一维碰撞中的动量守恒 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 放下后它们相碰 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 方案三 在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验 如图所示 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 2 验证的表达式方案一 二 三 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 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 两小球静止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高度由静止释放 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 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 1 在用气垫导轨进行实验时 不需要测量的物理量是 a 滑块的质量b 挡光的时间c 挡光片的宽度d 光电门的高度解析从实验原理出发进行分析 a b c三个选项都是必须要测量的物理量 答案d 考点一实验原理及实验操作 2 多选 在利用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验中 下列操作正确的是 a 相互作用在两车上 一个装上撞针 一个装上橡皮泥 是为了改变两车的质量b 相互作用的两车上 一个装上撞针 一个装上橡皮泥 是为了使两车碰撞后粘在一起c 先接通打点计时器的电源 再释放拖动纸带的小车d 先释放拖动纸带的小车 再接通打点计时器的电源 解析改变小车的质量可以加砝码 装上撞针和橡皮泥 这样做是为了使两车碰撞后粘在一起 有共同的速度 选项a错误 b正确 打点计时器的使用原则是先接通电源 再释放纸带 选项c正确 d错误 答案bc 3 用如图所示的装置也可以完成 探究碰撞中的不变量 实验 1 若实验中选取的a b两球半径相同 为了使a b发生一维碰撞 应使两球悬线长度 悬点o1 o2之间的距离等于 2 若a b两球的半径不相同 利用本装置能否完成实验 如果你认为能完成 请说明如何调节 解析 1 为了保证一维碰撞 碰撞点应与两球同在一条水平线上 故两球悬线长度相等 o1 o2之间距离等于球的直径 2 如果两球的半径不相等 也可完成实验 调整装置时 应使o1 o2之间距离等于两球的半径之和 两球静止时 球心在同一水平高度上 答案 1 相等球的直径 2 见解析 考点二数据处理及误差分析 1 多选 在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中 可导致实验误差的因素是 a 导轨安放不水平b 小车上挡光板倾斜c 两小车质量不相等d 两小车碰后连在一起解析选项a中 导轨不水平 小车速度将受重力分力的影响 从而导致实验误差 选项b中 挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移 使计算速度出现误差 而c d中对探究不会造成误差 答案ab 2 2015 吉林松原高三检测 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使之做匀速直线运动 然后与原来静止在前方的小车b相碰并粘合成一体 继续做匀速直线运动 他设计的装置如图甲所示 在小车a后连着纸带 电磁打点计时器所用电源频率为50hz 长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力 1 若已测得打点纸带如图乙所示 并测得各计数点间距 标在图上 则应选段来计算a碰前的速度 应选段来计算a和b碰后的共同速度 选填 ab 或 bc 或 cd 或 de 2 已测得小车a的质量ma 0 4kg 小车b的质量为mb 0 2kg 由以上测量结果可得 碰前mava kg m s 碰后 ma mb v共 kg m s 由此得出的结论是 本题计算结果均保留三位有效数字 解析 1 小车碰前做匀速直线运动 打出纸带上的点应该是间距均