【优化方案】高考物理总复习 第6章 实验七验证动量守恒定律课件 大纲版.ppt

实验七验证动量守恒定律 实验七验证动量守恒定律 知识要点归纳 过程分析导引 实验典例精析 知能优化演练 知识要点归纳 实验目的验证动量守恒定律 实验原理 质量为m1和m2的两个小球发生正碰 若碰前m1运动 m2静止 根据动量守恒定律应有 m1v1 m1v 1 m2v 2 因小球从斜槽上滚下后做平抛运动 由平抛运动 图6 4 1 知识可知 只要小球下落的高度相同 在落地前运动的时间就相同 则小球的水平速度若用飞行时间作时间单位 在数值上就等于小球飞出的水平距离 所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离 代入公式就可验证动量守恒定律 即m1op m1om m2on 式中op om和on的意义如图6 4 1所示 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 天平一台 刻度尺 圆规 三角板 过程分析导引 一 实验步骤1 先用天平测出小球质量m1 m2 2 按图6 4 2那样安装好实验装置 将斜槽固定在桌边 使槽的末端点切线水平 把被碰小球放在斜槽前端边缘处 图6 4 2 调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度 且碰撞瞬间 入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行 以确保正碰后的速度方向水平 3 在地上铺一张白纸 在白纸上铺放复写纸 4 在白纸上记下重垂线所指的位置o 5 先不放被碰小球 让入射小球从斜槽上同一高度处滚下 重复10次 用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面 圆心就是入射小球不碰时的落地点p 6 把被碰小球放在斜槽前端边缘处 让入射小球从同一高度滚下 使它发生正碰 重复10次 仿步骤 5 求出入射小球落地点的平均位置m和被碰小球落地点的平均位置n 7 用刻度尺测量线段om op on的长度 8 整理好实验器材放回原处 二 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 三 注意事项1 本实验中两个小球质量不同 一定是质量大的作入射球 质量小的作被碰球 如果用质量小的与质量大的相碰 则质量小的球可能被反弹 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同一高度由静止滚下 且尽可能的让小球的释放点高些 4 实验过程中 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 四 实验创新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 1 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 2 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 3 如图6 4 3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 4 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 5 改变其中某一小车的质量 重复以上步骤 6 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 图6 4 3 实验典例精析 图6 4 4 安装好实验装置 做好测量前的准备 并记下重垂线所指的位置o 第一步 不放小球2 让小球1从斜槽上a点由静止滚下 并落在地面上 重复10次 用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面 其圆心就是小球落点的平均位置 第二步 把小球2放在斜槽前端边缘处 让小球1从a点由静止滚下 使它们碰撞并落在地面上 重复10次 并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置 第三步 用刻度尺分别测量三个落点的平均位置离o点的距离 即线段od oe of的长度 分别为ld le lf 1 小球m1与m2发生碰撞后 m1的落点是图中的 点 m2的落点是图中的 点 2 用测得的物理量来表示 只要满足关系式 则说明两小球的碰撞过程动量守恒 3 实验中有关操作和描述正确的是 a 用质量大的球去碰质量较小的球 目的是使被碰球飞行距离更远 可减小测量误差b 调整斜槽末端水平 目的是使两球能发生对心碰撞c 让入射球从同一位置释放 目的是保障每次碰撞前小球的动量都相同d 碰撞后两球的动能之和总会小于碰前入射球的动能 是因为斜槽摩擦力做负功造成的 3 用质量大的球碰质量小的球 目的是碰后不被反弹 可减小由于反弹后摩擦引起误差 故a错 斜槽末端呈水平 目的是两球碰前 碰后做平抛运动 故b错 让入射球从同一位置释放 目的是保障每次碰前具有相同的动量 故c对 碰后总动能之和小于碰前入射球的动能 是因为不是弹性碰撞 碰时损失能量 故d错 答案 1 df 2 m1le m1ld m2lf 3 c 2009年高考四川卷 气垫导轨 如图6 4 5 工作时 空气从导轨表面的小孔喷出 在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层 使滑块不与导轨 图6 4 5 表面直接接触 大大减小了滑块运动时的阻力 为了验证动量守恒定律 在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块 每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连 两个打点计时器所用电源的频率均为b 气垫导轨正常工作后 接通两个打点计时器的电源 并让两滑块以不同的速度相向运动 两滑块相碰后粘在一起继续运动 图6 4 6为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分 在纸带上以同间隔的6个连续点为一段划分纸带 用刻度尺分别量出其长度为s1 s2和s3 若题中各物理量的单位均为国际单位 那么 碰撞前两滑块的动量大