辽宁省沈阳市第二十一中学2013届《高考导航》高考物理第一轮复习课件+选修3-5实验+验证动量守恒定律.ppt

1、实验验证动量守恒定律,实验目的 1验证一维碰撞中的动量守恒 2探究一维弹性碰撞的特点,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率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 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、大小相等质量不同的小钢球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、圆规,方案一：

2、用气垫导轨和光电计时器验证动量守恒定律,图121,实验操作 1测质量：用天平测出滑块质量 2安装：按图121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),数据处理,2验证动量守恒 把测得的质量m、速度v填入下列表格，并进行计算.,方案二：用两摆球碰撞验证动量守恒定律 图122,实验操作 1测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2. 2安装：按图122把两个等大小球用长悬线悬挂起来,3实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰 4改变条件：改变碰撞条件,重复实验,数据处理,2验证动量守恒,方案

3、三：用打点计时器和小车的碰撞验证动量守恒定律 图123,实验操作 1测质量：用天平测出两小车的质量 2安装：按图123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,3实验：接通电源,让小车A运动,小车B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动 4改变条件：改变碰撞条件、重复实验,数据处理,2验证动量守恒,方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 1用天平测出两小球的质量m1、m2,并选定质量大的小球为入射小球 2按照图124所示安装实验装置调整固定斜槽使斜槽底端水平,图124 3白纸在下，复写纸在上且在适当位

4、置铺放好记下重垂线所指的位置O.,4不放被撞小球，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，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.如图125所示,图125 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m1OPm1OMm2ON，看在误差允许的范围内是否成立,7整理好实验器材放回原处 8实验结论：在实验误差范围内，讨论碰撞系统的动量守恒,误差分析 1系统误差：主要来源于

5、装置本身是否符合要求，即： (1)碰撞是否为一维碰撞 (2)实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平,两球是否等大,长木板实验是否平衡掉摩擦力,2偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量 3改进措施 (1)设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件 (2)采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差,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

6、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 把被碰小球放在斜槽末端 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,气垫导轨(如图126)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

7、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127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小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_重复上述实验，多做几次若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证,图126 图127,【答案】0.2abs10.2abs30.2ab(s1s3)0.4abs2,验证动量守恒

8、实验装置的示意图如图128所示 图128,(1)在以下选项中，哪些是本次实验必须测量的物理量_ A两球的质量mA、mB BA球的释放点离斜槽末端的竖直高度h C线段OM、OP、ON的长度 D斜槽末端离纸面的竖直高度H,(2)在本实验中，根据实验测得的数据，当关系式_成立时，即可验证碰撞过程中动量守恒 (3)在本实验中，为了尽量减小实验误差，在安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是_,A入射球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出 B入射球与被碰小球碰后能同时飞出 C入射球与被碰小球离开斜槽末端时的速度为水平方向 D入射球与被碰小球碰撞时的动能不损失,【解析】本实验是采用“一动一静” 碰撞模型及运用平抛运动知识来验证动量守恒定律的，即验证mAOPmAOMmBON