《（导与练）2015年高三物理大一轮复习（人教版适用）课件选修3-5 实验 验证动量守恒定律（基本实验要求，实验热点聚焦，38张PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（导与练）2015年高三物理大一轮复习（人教版适用）课件选修3-5 实验 验证动量守恒定律（基本实验要求，实验热点聚焦，38张PPT）（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基本实验要求 实验热点聚焦 实验 验证动量守恒定律 基本实验要求 实验热点聚焦 1 实验目的 验证动量守恒定律 2 实验原理 在一维碰撞中 ， 测出物体的质量 v， 找出碰撞前的动量 p 看碰撞前后动量是否守恒 基本实验要求 实验热点聚焦 3 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 )、天平 、 撞针 、 橡皮泥 方案四：
2、斜槽 、 小球 (两个 )、 天平 、 复写纸 、 白纸等 基本实验要求 实验热点聚焦 4 实验步骤 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验 (如图 1所示 ) 图 1 基本实验要求 实验热点聚焦 (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 基本实验要求 实验热点聚焦 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 2所示 ) (1)测质量： 用天平测出两小球的质量 (2)安装： 把两个等
3、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 ， 放下时它们相碰 图 2 基本实验要求 实验热点聚焦 (4)测速度： 可以测量小球被拉起的角度 ， 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 基本实验要求 实验热点聚焦 方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验 (如图 3所示 ) 图 3 基本实验要求 实验热点聚焦 (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
4、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 小车 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)测速度： 通过纸带上两计数点间的距离及时间由 v算出速度 (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 基本实验要求 实验热点聚焦 方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 (如图 4所示 ) 图 4 基本实验要求 实验热点聚焦 (1)测质量： 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)安装： 按照图 4所示安装实验装置 调整固定斜槽使斜槽底端水平 (3)铺纸： 白纸在下 ，
5、 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)放球找点： 不放被撞小球 ， 每次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 基本实验要求 实验热点聚焦 (5)碰撞找点： 把被撞小球放在斜槽末端 ， 每次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 所示 图 5 基本实验要求 实验热点聚焦 (6)验证： 连接 测量线段 将测量数据填入表中 最后代入 P M N， 看在误差允许的范围内是否成立 (7)结束： 整理好实验器材放回原处
6、基本实验要求 实验热点聚焦 5 数据处理 (1) 速度的测量 方案一： 滑块速度的测量： v x t，式中 x 为滑块挡光片的宽度 ( 仪器说明书上给出，也可直接测量 ) ， t 为数字计时器显示的滑块 ( 挡光片 ) 经过光电门的时间 方案二： 摆球速度的测量： v 2 式中 h 为小球释放时( 或碰撞后摆起的 ) 高度， h 可用刻度尺测量 ( 也可由量角器和摆长计算出 ) 基本实验要求 实验热点聚焦 方案三 ： 小车速度的测量： v x t，式中 x 是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量， t 为小车经过 x 的时间，可由打点间隔算出 ( 2) 验证的表达式 方案一、二、三： . 方
7、案四： 基本实验要求 实验热点聚焦 6 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 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 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 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 基本实验要求 实验热点聚焦 若利用斜槽小球碰撞应注意： a 斜槽末端的切线必须水平； b 入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放； c 选质量较大的小球作为入射小球； d 实验过程中实验
8、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 基本实验要求 实验热点聚焦 热点一 实验原理与操作 【 典例 1】 某同学利用打点计时器和气垫导轨做 “ 探究碰撞中的不变量 ” 的实验 ， 气垫导轨装置如图 6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 ， 压缩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 基本实验要求 实验热点聚焦 图 6 基本实验要求 实验热点聚焦 (
9、1)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； 基本实验要求 实验热点聚焦 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； 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
10、g；试着完善实验步骤 的内容 (2)已知打点计时器每隔 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；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为_kgm/s(保留三位有效数字 ) 基本实验要求 实验热点聚焦 (3) 试说明 (2) 问中两结果不完全相等的主要原因是_. 答案 (1)接通打点计时器的电源 放开滑块 1 (2)3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦 解析 ( 2) 作用前滑块 1 的速度 v 1 s 2 m /s ，其质量与速度的乘积为 2 m /s m /s ，作用后滑块 1 和滑块 2 具有相同的速度 v s 1.2 m /s ，其质量与速度的乘积之和为 ( 1
11、.2 m /s m /s. 基本实验要求 实验热点聚焦 【 跟踪短训 】 1 气垫导轨是常用的一种实验仪器 ， 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫 ， 使滑块悬浮在导轨上 ， 滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦 我们可以用带竖直挡板的气垫导轨和滑块 来验证动量守恒定律 ， 实验装置如图 7所示 (弹簧的长度忽略不计 )， 采用的实验步骤如下： 图 7 基本实验要求 实验热点聚焦 a 用天平分别测出滑块 A、 b 调整气垫导轨 ， 使导轨处于水平状态； c 在 间放入一个被压缩的轻弹簧 ， 用电动卡锁锁定 ，静止放置在气垫导轨上； d 用刻度尺测出 板的距离 e 按下电钮放开卡锁 ， 同时
12、使分别记录滑块 A、 当 A、 、 记下 A、 、 基本实验要求 实验热点聚焦 (1)实验中还应测量的物理量是 _. (2)利用上述测量的物理量 ， 验证动量守恒定律的表达式是_ (3)利用上述物理量写出被压缩弹簧的弹性势能大小的表达式为 _ 基本实验要求 实验热点聚焦 解析 ( 1) A 、 B 所组成的系统初动量为零， A 、 B 两滑块分开后动量应大小相等、方向相反，这就需要求两滑块的速度，其中滑块 A 的速度为求滑块 B 的速度，还应测量 B 右端到 2，这样滑块 B 的速度就可用表达式 ( 2) A 、 B 开始静止，放开卡锁后两者均做匀速直线运动，总动量为零， A 、 B 运动后动量大小相等、方向相反，即 基本实验要求 实验热点聚焦 ( 3) 弹簧的弹性势能全部转化为 A 、 B 的动能，即 E p 12 m AL 1t 12 L 2t 22答案 ( 1) B 右端到 D 的距离 L 2 ( 2) m t 1 m t 2( 3) E p 12m A2 m B2基本实验要求 实验热点聚焦 热点二 实验数据处理 【 典例 2】 如图 8， 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 图
