浙江省高考物理选考总复习课件第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.ppt

1、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pm1v1m2v2及碰撞后的动量pm1v1m2v2，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)、

2、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

3、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：m1v1m2v2m1v1m2v2。 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

4、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

5、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

6、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.(

7、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50 Hz，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mA0.4 kg，小车B的质量为mB0.2 kg。由以上测量结果可得：碰前mAvA_kgm/s；碰后(mAmB)v共_kgm/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