《2018年高考物理一轮复习 专题六 第2讲 实验：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年高考物理一轮复习 专题六 第2讲 实验：验证动量守恒定律课件（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 2 讲 实验：验证动量守恒定律,考点,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，即可验证碰撞前后动量是否 守恒 2实验方案：实验需测量物体质量和速度，质量可用天平 直接测量，测速度的方案有：,(1)利用平抛运动测速度利用平抛运动下落高度相同时， 水平速度与水平距离成正比此方案所用器材是斜槽、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、 刻度尺、圆规、三角板,(2)利用光电门测速度，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此方
2、案所用器材是气垫导轨、 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,3利用平抛运动测速度的实验原理,图 621,(1)质量分别为 m1 和 m2 的两小球发生正碰，若碰前 m1 运动， m2 静止，根据动量守恒定律应有：m1v1m1v1m2v2. (2)各小球在同一高度做平抛运动，运动时间相等，则动量,守恒时有：m1 OP m1 OM m2 ON .(见实验图 621),4利用平抛运动测速度的实验步骤 (1)先用天平测出小钢球质量 m1、m2.,(2)按要求安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末 端点切线水平，把被碰小球放在斜槽前边的小支柱上，调节
3、实 验装置使两小球碰撞时处于同一水平高度，确保碰撞后的速度 方向水平,(3)在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸,(4)在白纸上记下重垂线所指的位置 O，它表示入射小球 m1,碰前的球心位置,(5)先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度处滚下， 重复 10 次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面， 圆心就是入射小球不碰时的落地点平均位置 P.,(6)把被碰小球放在小支柱上，让入射小球从同一高度滚下， 使它们发生正碰，重复 10 次，仿步骤(5)求出入射小球落点的平 均位置 M 和被碰小球落点的平均位置 N.,(7)过 O、N 在纸上作一直线，取 OO2r，O就是被碰,小球碰撞时的球
4、心竖直投影的位置,(8)用刻度尺量出线段 OM、OP、ON 的长度，把两小球,的 质 量 和 相 应 的 水 平 位 移 数 值 代 入 m1 OP m1 OM ,m2 ON ，看是否成立,(9)整理实验器材放回原处,5利用平抛运动测速度实验注意事项 (1)斜槽末端必须水平,(2)入射小球每次都必须从斜槽上同一高度滚下 (3)白纸铺好后不能移动,(4)入射小球的质量应大于被碰小球的质量，即 m1m2，且,r1r2r.,1如图 622 所示为实验室中验证动量守恒的实验装置,示意图.,图 622,(1)若入射小球质量为 m1，半径为 r1；被碰小球质量为 m2，,半径为 r2，则(,),C,Am1
5、m2，r1r2 Cm1m2，r1r2,Bm1m2，r1r2 Dm1m2，r1r2,(2) 为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是,_.(填下列对应的字母) A直尺 C天平,B游标卡尺 D秒表,(3)设入射小球的质量为 m1，被碰小球的质量为 m2，P 为碰 前入射小球落点的平均位置，则关系式(用 m1、m2 及图中字母 表示)m1 OP m1 OM m2 ON 成立，即表示碰撞中动量守恒,AC,2某同学用图 623 甲中所示装置通过半径相同的 A、 B 两球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
6、平地面的记录纸上，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 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，实验图中 O 点是水平槽末端 R 在记录纸上的垂直投影点 B 球落点痕迹如图乙所示，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,甲,乙,图 623 (1)碰撞后 B 球的水平射程应取为_ . (2)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),水平槽上未放 B 球时，测量 A 球落点位置到 O 点的距
7、离 A 球与 B 球碰撞后，测量 A 球落点位置到 O 点的距离 测量 A 球或 B 球的直径 测量 A 球和 B 球的质量(或两球质量之比) 测量 G 点相对水平槽面的高度,答案：64.6,A、B、D,解析：(1)将 10 个点圈在内的最小圆的圆心作为落点平均位 置，可由刻度尺测得碰撞后 B 球的水平射程为 64.7 ，因最后一 位数字为估计值，所以允许误差0.1 ，因此 64.6 和 64.8 也是 正确的,(2)从同一高度做平抛运动的物体飞行时间 t 相同，所以需 要测出的量有：sA为不碰时 A 球的水平射程，sA为碰后 A 球的 水平射程，sB为 B 球碰后的水平射程，mA、mB 的大
8、小或 mA/mB 的值选项是必要的,热点,对实验原理考查,【例 1】(2009 年四川卷)气垫导轨(如图 624 甲)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 动图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸 带上以同间距的 6
9、个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量 出其长度 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 624,实验主要考查对实验原理的理解，本实验目的,是验证动量守恒定律，则主要是测量质量和速度，而速度测量 设计方法很多，要能根据题给条件弄清题中实验设计原理,1(2010 年珠海二模)如图 625 所示，某同学利用半径 相同、质量较小的 A 球和质量较大的 B 球来探究动量守恒定律，
10、图中 QR 为水平槽实验时，他让 A 球从斜槽上某一固定位置 G 由静止滚下，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；再把 B 球放在水平槽末端，让 A 球仍从位置 G 由静止滚下，和 B 球碰撞后，A、B 球分别在记录纸上留下各自 落点的痕迹，重复操作 10 次图中的 O 点是水平槽末端的垂直 投影点用天平称量出两球的质量，用米尺测量出各球落点的 平均位置到 O 点的距离，如下表：,图 625,(1)根据表中的数据分析可得：M 点是 B 球的落点，则 N 点 是 A 球在_的落点，P 点是 A 球在_的落点 (填“碰撞前”或“碰撞后”),(2)取小球做平抛运动的时间为单
11、位时间，用 mA、mB 和图中 字母表示碰撞前的总动量 p1_，碰撞后的总动量 p2_. (3) 将表中数据代入发现 p1_p2 ( 填“大于”、“等 于”或“小于”)，其主要原因是：_ _ _.,答案：(1)碰撞后,碰撞前,(2)mA OP (3)小于,mB OM mA ON A 球碰后反弹回去，在轨道上运动的过程中，要,克服摩擦力做功而消耗机械能，它再次运动到斜槽末端时，速 度较碰撞后小，因此 mB OM mA ON 比 mAOP 要大,易错点：验证动量守恒定律实验数据收集 【例 1】(单选)在做“验证碰撞中的动量守恒”的实验时，,必须测量的物理量有(,),D,入射小球和被碰小球的质量 入
12、射小球和被碰小球的半径 入射小球从斜槽上由静止释放时的起始高度 斜槽轨道的末端到地面的高度 从相碰到落地的时间 入射小球未与另一小球碰撞时飞出的水平距离,入射小球和被碰小球碰撞时飞出的水平距离,A C,B D,错解分析：验证动量守恒定律要得到两小球的质量和碰撞 前后的速度，故需要得到小球做平抛运动的时间或离地面的垂 直高度，所以选择了含有的答案 正确解析：由平抛运动的知识可知，两小球到地面的垂直 距离都相等，所以做平抛运动的时间都相等，故只需测量其飞 出的水平距离及两小球的质量，即可验证动量是否守恒 D 正 确,1(双选)如图 626 所示为实验室中验证动量守恒的实 验装置示意图为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需,的是(,),AC,A直尺,B游标卡尺,C天平,D秒表,图 626 解析：验证动量守恒实验中，需要测量的是两小球的质量 和飞出的水平距离，故需要的工具中必有直尺和天平,
