《2018届高考物理一轮总复习 实验7 验证动量守恒定律课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018届高考物理一轮总复习 实验7 验证动量守恒定律课件（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验七 验证动量守恒定律 1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，算出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量 pm1v1m2v2，看碰撞前后动量是否守恒 2实验器材 斜槽，大小相等、质量不同的小钢球两个，重垂线，白纸 ，复写纸，天平，刻度尺，圆规 实验要求 3实验步骤 (1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射 小球 (2)按照图甲安装实验装置调整、固定斜槽使斜槽底端水 平 (3)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. (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小球所
2、有的落点 都圈在里面圆心P就是小球落点的平均位置 1数据处理 验证 表达式m1v1m2v2m1v1m2v2. 2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 后还沿这条直线运动 (2)进行实验 ，入射球质量要大于被碰球质 量，即m1m2，防止碰后m1被反弹 方法规律 3误差分析 (1)系统误 差：主要来源于装置本身是否符合要求，即 碰撞是否为一维碰撞 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等 (2)偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量 (3)减小误差的措施 设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽
3、量满足动量守恒的条件 采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差 4其他方案 利用气垫导轨 和光电计时 器完成一维碰撞实验 (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 1实验原理 (1)小球从同一点平抛，落地时间均相同； (2)可用小球做平抛运动的水平射程作为小球平抛运动的初 速度进行实验验证 考点1 教材实验方案考查 2实验操作步骤 (1)要用天平测量入射球m1和被碰球m2的质量； (2)没必要测量小球m1的释放
4、高度h及抛出点到地面的高度 ； (3)保证每次都从同一位置由静止释放入射球m1； (4)会用画最小圆的方法求小球落点的平均位置； (5)要分清P，M，N分别对应 哪个小球何种情况下的落点 例1 如图，用“碰撞实验器”可以验证动 量守恒定律，即 研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系 (1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但 是，可以通过仅测 量_(填选项前的符号)，间接地 解决这个问题 A小球开始释放高度h B小球抛出点距地面的高度H C小球做平抛运动的射程 (2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时 先让入射球m1 多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位
5、置P，测出平抛 射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从 斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复接下来要完成的 必要步骤是_(填选项 前的符号) A用天平测量两个小球的质量m1，m2 B测量小球m1开始释放的高度h C测量抛出点距地面的高度H D分别找到m1，m2相碰后平均落地点的位置M，N E测量平抛射程OM，ON (3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 _用(2)中测量的量表示； 若碰撞是弹性碰撞，那么还应满 足的表达式为 _用(2)中测量的量表示 (5)有同学认为，上述实验中仅更换两个小球的材质，其 他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射
6、程增大请 你用(4)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动 射程ON的最大值为_cm. 思路剖析：(1)在本试验中，需要测定哪些物理量？(2)实验 操作时需要注意哪些事项？ 【答案】(1)C (2)ADE或(DEA或DAE) (3)m1OMm2ON m1OP m1OM2m2ON2m1OP2 (4)14 2.9 1 1.01 (5)76.8 练1 某同学用如图甲所示的装置通过半径相同的A、B两球(mAmB)的碰撞来 验证动 量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR为水平槽实验时 先使A球从斜槽上 某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸 上，留下痕迹 重复上述操作10次，得到10个
7、落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的 地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录 纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次图中O点是水平槽 (1)碰撞后B球的水平射程应取为 _cm. (2)在以下选项 中，哪些是本次实验 必须进 行的测量？_(填选项 号) A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置 到O点的距离 BA球与B球碰撞后，测量A球落点位置到 O点的距离 C测量A球或B球的直径 D测量A球和B球的质量(或两球质量之比) E测量水平槽面相对于O点的高度 (3)实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验 影响的说法中正确的是( ) A释放点越低，小球受阻力
8、越小，入射小球速度越小， 误差越小 B释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量 的相对误差越小，两球速度的测量越准确 C释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰 撞前后动量之差越小，误差越小 D释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨 道对被碰小球的阻力越小 【答案】(1)66.0 (2)ABD (3)C 【解析】(1)碰撞后B球的水平射程落点如题图甲所示，取所有落点中靠 近中间的点读数，即可取一个最小的圆的圆心，约为66.0 cm. (2)水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离，即测量出碰 撞前A球的速度，故A正确；A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O 点的距离
9、，即测量出碰撞后A球的速度，故B正确；不需要测量A球或B 球的直径，故C错误；测量A球和B球的质量(或两球质量之比)，用来表 示出球的质量，故D正确；不需要测量G点相对于水平槽面的高度，故 E错误故选ABD (3)释放点越低，入射小球速度小，两球碰后水平位移越小 ，水平位移测量的相对读数的相对误差大，故A、B两项均 错误；释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大， 碰撞前后动量之差越小，误差越小，故C项正确；释放点越 高，入射小球对被碰小球的作用力越大，支柱对被碰小球 的阻力不变，阻力的影响相对越小，可以较好地满足动量 守恒的条件，也有利于减小测量水平位移时的相对误差， 从而使实验的误差减小
10、，故D项错误 考点2 其他实验方案考查 热点题组 验证动量守恒定律 1(2017届湖北黄冈检测)某同学利用打 点计时 器和气垫导轨 做验证动 量守恒 定律的实验 ，气垫导轨 装置如图甲所 示，所用的气垫导轨 装置由导轨 、滑 块、弹射架等组成在空腔导轨 的两 个工作面上均匀分布着一定数量的小孔 ，向导轨 空腔内不断通入压缩 空气，空 气会从小孔中喷出，使滑块稳 定地漂浮 在导轨 上，这样 就大大减小了因滑块 和导轨 之间的摩擦而引起的误差 模拟精选 组合专练 下面是实验 的主要步骤： 安装好气垫导轨 ，调节 气垫导轨 的调节 旋钮，使导轨 水平； 向气垫导轨 通入压缩 空气； 把打点计时 器固
11、定在紧靠气垫导轨 左端弹射架的外侧，将纸带 穿 过打点计时 器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节 打点计时 器的高 度，直至滑块拖着纸带 移动时 ，纸带 始终在水平方向； 使滑块1挤压导轨 左端弹射架上的橡皮绳； 把滑块2放在气垫导轨 的中间；已知碰后两滑块一起运动； 先_，然后_，让滑块带动纸带 一起运动； 取下纸带 ，重复步骤，选出较理想的纸带如图乙所示； 测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为 205 g. (1)试着完善实验步骤的内容 (2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用前质 量与速度的乘积之和为_kgm/s；两滑块相互作
12、用以后质量与速度 的乘积之和为_kgm/s.(保留3位有效数字) (3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是_. 【答案】(1)先接通打点计时器的电源 放开滑块1 (2)0.620 0.618 (3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用 (1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点的间 距(已标在图上)A为运动的起点，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(以上两空填“AB”“BC”“CD”或“DE”) (2)已测得小车A的质量m10.4 kg，小车B的质量m20.2 kg，则碰前两小车的总动量为_ kgm/s，碰后两小 车的总动量为_kgm/s.(结果保留3位有效数字) 【答案】(1)BC DE (2)0.420 0.417 【解析】(1)推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞 前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀 速运动的阶段，故选BC段来计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运 动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时 间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度
