《2018届高三物理一轮复习 实验七 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届高三物理一轮复习 实验七 验证动量守恒定律课件（81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 实验目的 验证验证 碰撞中的动动量守恒定律 实验原理 在一维维碰撞中 测测出物体的质质量m1 m2和碰撞前 后物 体的速度v1 v2 v 1 v 2 算出碰撞前的动动量 p m1v1 m2v2及碰撞后的动动量p m1v1 m2v2 看碰撞 前 后动动量是否相等 实验器材 斜槽 小球 两个 天平 直尺 复写纸纸 白纸纸 圆圆 规规等 实验过程 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 按照实验原理图甲安装实验装置 调整 固定斜槽 使斜槽底端水平 3 白纸纸在下 复写纸纸在上且在适当位置铺铺放好 记记下 重垂线线所指的位置O 4 不放被撞小球 让入射
2、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有 的落点都圈在里面 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 如实验原理图 6 连接ON 测量线段OP OM ON的长度 将测量数据填 入表中 7 整理好实验实验 器材放回原处处 数据处理 验证验证 表达式 误差分析 本实验误差主要来源 1 小球每次释放位置存在差异 2 小球离开轨道时的速度不水平 3 M N P点位置确定存在误误差 注意事项 1 斜槽末
3、端的切线必须水平 2 入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放 3 选质量较大的小球作为入射小球 4 实验过实验过 程中实验实验 桌 斜槽 记录记录 的白纸纸的位置要 始终终保持不变变 热点一 实验操作步骤及原理的考查 典例1 在做 验证验证 碰撞中的动动量守恒定律 实验实验 中 装置如图图 世纪纪金榜导导学号42722144 1 需要的测量仪器或工具有 A 秒表B 天平 C 刻度尺D 千分尺 E 游标卡尺F 圆规 2 必须要求的条件是 A 斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B 斜槽轨道末端的切线必须水平 C 入射球和被碰球的质量必须相等 且大小相同 D 入射球每次必须须从轨轨道的同一位置由静止滚
4、滚下 3 某次实验实验 中得出的落点情况如图图所示 假设设碰撞过过 程中动动量守恒 则则入射小球质质量m1和被碰小球质质量m2之 比为为 解析 1 本实验需要天平称量物体的质量 需要刻 度尺测量长度 需要游标卡尺测量小球的直径 需要圆 规找物体的平均落点 故选B C E F 2 轨道是否光滑对实验的结果没有影响 故A错误 要 保证碰撞后两个球做平抛运动 故斜槽轨道末端的切线 必须水平 故B正确 入射球质量要大于被碰球质量 即 m1 m2 防止碰后m1被反弹 故C错误 为保证碰撞的初速 度相同 入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下 故D正确 故选B D 3 根据动量守恒定律 有 代入数据 有
5、 m1 0 255 m1 0 155 m2 0 411 0 11 解得 m1 m2 4 1 答案 1 B C E F 2 B D 3 4 1 强化训练 1 某同学用图图甲所示装置通过过半径相同的A B两球的 碰撞来验证动验证动 量守恒定律 图图中PQ是斜槽 QR为为水平 槽 实验时实验时 先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开 始滚滚下 落到位于水平地面的记录纸记录纸 上 留下痕迹 重 复上述操作10次 得到10个落点痕迹 再把B球放在水 平槽上靠近槽末端的地方 让让A球仍从位置G由静止开始 滚滚下 和B球碰撞后 A B球分别别在记录纸记录纸 上留下各自 的落点痕迹 重复这这种操作10次 图图
6、甲中O点是水平槽 末端R在记录纸记录纸 上的垂直投影点 B球落点痕迹如图图乙 所示 其中米尺水平放置 且平行于G R O所在的平面 米尺的零点与O点对齐对齐 1 关于实验中必须满足的条件 下列说法正确的是 A A球的质量不小于B球的质量 B 斜槽末端必须水平 C 斜面必须光滑 D 碰撞必须须是对对心正碰 2 碰撞后B球的水平射程应取为 cm 3 在以下选项中 哪些是本次实验必须进行的测量 答 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 B A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 测测量G点相对对
7、于水平槽面的高度 解析 1 斜槽的末端必须水平 才能保证两个小球 离开斜槽后做平抛运动 故A正确 为使两球发生对心正 碰 两球半径必须相等 故B D正确 由于每次下滑中受 到摩擦力均相同 故只要每次从同一点滑下时 到达最 低点的速度均相同 故不需要斜面光滑 故C错误 故选 A B D 2 碰撞后b球的水平射程落点如图乙所示 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85 5cm 3 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 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
8、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A B D 答案 1 A B D 2 85 5 3 A B D 2 如图 某同学利用验证碰撞中的动量守恒实验装置 探究半径相等的小球1和2的碰撞过程是否动量守恒 用 天平测出两个小球的质量分别为m1和m2 且m1 m2 按下 述步骤进行了实验 安装好实验实验 装置 做好测测量前的准备备 并记记下重垂线线所 指的位置O 第一步 不放小球2 让让小球1从斜槽上A点由 静止滚滚下 并落在地面上 重复10次 用尽可能小的圆圆把 小球的所有落点圈在里面 其圆圆心就是
9、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边缘处 让让小球1从A点 由静止滚滚下 使它们们碰撞并落在地面上 重复10次 并 使用与第一步同样样的方法分别标别标 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地点的平均位置离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发发生碰撞后 m1的落点是图图中的 点 m2的落点是图图中的 点 2 用测测得的物理量来表示 只要满满足关系式 则说则说 明两小球的碰撞过过程动动量守恒 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
10、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 碰撞后两球的动动能之和总总会小于碰前入射球的动动能 是因为为斜槽摩擦力做负负功造成的 解析 1 小球m1与m2发生碰撞后 m1的落点是图中的 D点 m2的落点是图中的F点 2 由于小球平抛运动的时间相等 小球1不发生碰撞时 落点在E点 则不发生碰撞时离开斜槽末端的速度为 vE 同理知 落在D点的速度vD 落在F点的速度 vF 根据动量守恒知 m1vE m1vD m2vF 可知只要验证 m1LE m1LD m2LF即可 3 用质量大的球去碰质量较小的球 目的是碰撞小球
11、不发生反弹 故A错误 调整斜槽末端水平 目的是保证 小球做平抛运动 故B错误 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 故C正确 碰撞后两球的动能之和总会小于碰前入射球的动能 是 因为碰撞的过程中有能量损失 与摩擦力做功无关 故D 错误 答案 1 D F 2 m1LE m1LD m2LF 3 C 反思归纳 1 验证动量守恒实验 主要是测得碰撞前后的质量与 速度 通过小球的平抛运动规律测得碰后速度 2 操作规规范注意事项项 选择选择 球要 大碰小 每次释释 放小球位置相同 离开轨轨道要平抛 测测量水平位移要多 次测测量 热点二 动量守恒中的数据处理问题 典例2 为了验证碰撞中
12、的动量守恒和检验两个小球 的碰撞是否为弹性碰撞 某同学选取了两个体积相同 质量相差比较大的小球 按下述步骤做了实验 用天平测测出两小球的质质量 分别为别为 m1和m2 且m1 m2 按图示安装好实验器材 将斜槽AB固定在桌边 使槽 的末端切线水平 将一斜面BC连接在斜槽末端 先不放小球m2 让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚 下 记下小球在斜面上的落点位置 将小球m2放在斜槽末端边缘处 让小球m1从斜槽顶端A 处由静止开始滚下 使它们发生碰撞 分别记下小球m1 和m2在斜面上的落点位置 用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距 离 图图中D E F点是该该同学记记下小球在斜面上的落 点
13、位置 到B点的距离分别为别为 LD LE LF 根据该同学的实验 回答下列问题 世纪金榜导学号42722145 1 在不放小球m2时 小球m1从斜槽顶端A处由静止开始 滚下 m1的落点在图中的 点 把小球m2放在斜 槽末端边缘处 小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下 使它们发生碰撞 碰后小球m1的落点在图中的 点 2 若碰撞过程中 动量和机械能均守恒 不计空气阻力 则下列表达式中正确的有 A m1LF m1LD m2LE B C m1LE m1LD m2LF D LE LF LD 解析 1 小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下 m1 的落点在图中的E点 小球m1和小球m2相撞后 小球m2的 速
14、度增大 小球m1的速度减小 都做平抛运动 所以碰撞 后m1球的落地点是D点 m2球的落地点是F点 2 设斜面倾角为 小球落点到B点的距离为L 小球从 B点抛出时速度为v 则竖直方向有Lsin gt2 水平 方向有Lcos vt 解得v 所以v 由题意分析得 只要满足m1v1 m2v2 m1v1 把速度v代入 整理得 说明两球碰撞过程中 动量守恒 若两小球的碰撞是弹性碰撞 则碰撞前后机械能没有损 失 则要满足关系式 整理得m1LE m1LD m2LF 故C正确 故选C 答案 1 E D 2 C 强化训练 1 某实验实验 小组组在进进行 验证动验证动 量守恒定律 的实验实验 中 入射球与被碰球半径
15、相同 1 用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径 测量结果如图甲所示 该球直径为 cm 2 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 D 小球的直径 3 实验装置如图乙所示 先不放B球 使A球从斜槽上某 一固定点C由静止滚下 再把B球静置于水平槽前端边缘 处 让A球仍从C处由静止滚下 记录纸上的O点是重垂 线所指的位置 M P N分别为落点的痕迹 未放B球时 A球落地点是记录纸上的 点 放上B球后 B 球的落地点是记录纸上的 点 4 释释放多
16、次后 取各落点位置的平均值值 测测得各落点 痕迹到O点的距离 OM 13 10cm OP 21 90cm ON 26 04cm 用天平称得入 射小球A的质质量 m1 16 8g 被碰小球B的质质量m2 5 6g 若将小球质质量与水平位移的乘积积作为为 动动量 请请将 下面的表格填写完整 答案保留三位有效数字 OP mOM mON m 碰前 总动总动 量 p kg m 碰后 总动总动 量 p kg m 0 21900 13100 26043 68 10 3 根据上面表格中的数据 你认为能得到的结论是 5 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 释释放点越高 入射小球对对被碰小球的作用力越大 轨轨 道对对被碰小球的阻力越小 解析 1 球的直径为d 21mm 0 1 4mm 21 4mm 2 14cm 2 小球离开轨道后做平抛运
