《版高考物理人教版山东专用一轮复习课件：第六章 实验七 验证动量守恒定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《版高考物理人教版山东专用一轮复习课件：第六章 实验七 验证动量守恒定律（32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七验证动量守恒定律实验基础实验基础命题研析命题研析实验基础实验基础 落实基础落实基础提炼精髓提炼精髓注意事项注意事项1.1.前提条件前提条件: :碰撞的两物体应保证碰撞的两物体应保证“水平水平”和和“正碰正碰”. .2.2.方案提醒方案提醒(1)(1)若利用气垫导轨进行实验若利用气垫导轨进行实验, ,调整气垫导轨时调整气垫导轨时, ,注意利用水平仪确保导轨水平注意利用水平仪确保导轨水平. .(2)(2)若利用摆球进行实验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两小球静放时球心应在同一水平线上, ,且刚好接触且刚好接触, ,摆线竖直摆线竖直, ,将小球拉
2、起后将小球拉起后, ,两条摆线应在同一竖直面内两条摆线应在同一竖直面内. .(3)(3)若利用长木板进行实验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可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力. .(4)(4)若利用斜槽小球碰撞应注意若利用斜槽小球碰撞应注意: :斜槽末端的切线必须水平斜槽末端的切线必须水平; ;入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放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. .误差分
3、析误差分析1.1.小球每次释放位置存在差异小球每次释放位置存在差异. .2.2.小球离开轨道时的速度不水平小球离开轨道时的速度不水平. .3.M,N,P3.M,N,P点位置确定存在误差点位置确定存在误差. .命题研析命题研析 突破常规突破常规注重创新注重创新命题点一基础性实验命题点一基础性实验【典典例例1 1】 某某同同学学用用图图( (甲甲) )所所示示装装置置通通过过半半径径相相同同的的A,BA,B两两球球的的碰碰撞撞来来验验证证动动量量守守恒恒定定律律. .图图中中PQPQ是是斜斜槽槽,QR,QR为为水水平平槽槽. .实实验验时时先先使使A A球球从从斜斜槽槽上上某某一一固固定定位位置置
4、G G由由静静止止开开始始滚滚下下, ,落落到到位位于于水水平平地地面面的的记记录录纸纸上上, ,留留下下痕痕迹迹. .重重复复上上述述操操作作1010次次, ,得得到到1010个个落落点点痕痕迹迹. .再再把把B B球球放放在在水水平平槽槽上上靠靠近近槽槽末末端端的的地地方方, ,让让A A球球仍仍从从位位置置G G由由静静止止开开始始滚滚下下, ,和和B B球球碰碰撞撞后后,A,B,A,B球球分分别别在在记记录录纸纸上上留留下下各各自自的的落落点点痕痕迹迹. .重重复复这这种种操操作作1010次次. .图图中中O O点点是是水水平平槽槽末末端端R R在在记记录录纸纸上上垂垂直直投投影影点点
5、.B.B球球落落点点痕痕迹迹如如图图( (乙乙) )所所示示, ,其其中中米米尺尺水水平平放放置置, ,且且平平行行于于G,R,OG,R,O所所在在的的平平面面, ,米米尺尺的的零零点点与与O O点对齐点对齐. .(1)(1)碰撞后碰撞后B B球的水平射程应取为球的水平射程应取为cm.cm.答案答案: :(1)64.2(1)64.2解析解析: :(1)(1)小球在平抛运动的过程中由于受到空气的阻力以及空气的扰动等小球在平抛运动的过程中由于受到空气的阻力以及空气的扰动等原因原因, ,落点不可能全部在同一点落点不可能全部在同一点, ,所以要画一个尽可能小的圆使所以要画一个尽可能小的圆使1010个落
6、点都个落点都在圆中在圆中, ,则圆心即为小球则圆心即为小球B B的平均落点的平均落点; ;碰撞后碰撞后B B球的水平射程约为球的水平射程约为64.2 cm.64.2 cm.(2)(2)在以下选项中在以下选项中, ,哪些不是本次实验必须进行的测量哪些不是本次实验必须进行的测量? ?( (填选项号填选项号).).A.A.水平槽上未放水平槽上未放B B球时球时, ,测量测量A A球落点位置到球落点位置到O O点的距离点的距离B.AB.A球与球与B B球碰撞后球碰撞后, ,测量测量A A球落点位置到球落点位置到O O点的距离点的距离C.C.测量测量A A球与球与B B球的直径球的直径D.D.测量测量A
7、 A球和球和B B球的质量球的质量( (或两球质量之比或两球质量之比) )E.E.测量测量G G点相对于水平槽面的高度点相对于水平槽面的高度答案答案: :(2)ABD(2)ABD(3)(3)实验中实验中, ,对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对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.A.释放点越低释放点越低, ,小球受阻力越小小球受阻力越小, ,入射小球速度越小入射小球速度越小, ,误差越小误差越小B.B.释释放放点点越越低低, ,两两球球碰碰后后水水平平位位移移越越小小, ,水水平平位位移移测测量量的的相相对对误误差差越越小小, ,两两球球速速度
8、的测量越准确度的测量越准确C.C.释释放放点点越越高高, ,两两球球相相碰碰时时, ,相相互互作作用用的的内内力力越越大大, ,碰碰撞撞前前后后动动量量之之差差越越小小, ,误误差差越小越小D.D.释放点越高释放点越高, ,入射小球对被碰小球的作用力越大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轨道对被碰小球的阻力越小解解析析: :(3)(3)入入射射小小球球的的释释放放点点越越高高, ,入入射射小小球球碰碰前前速速度度越越大大, ,相相碰碰时时内内力力越越大大, ,阻阻力力的的影影响响相相对对减减小小, ,可可以以较较好好地地满满足足动动量量守守恒恒的的条条件件, ,也也有
9、有利利于于减小测量水平位移时的相对误差减小测量水平位移时的相对误差, ,从而使实验的误差减小从而使实验的误差减小, ,选项选项C C正确正确. .答案答案: :(3)C(3)C反思归纳反思归纳利用碰撞实验器做实验时的注意事项利用碰撞实验器做实验时的注意事项题组训练题组训练1.(1)1.(1)“验验证证动动量量守守恒恒定定律律”的的实实验验装装置置原原来来的的教教科科书书采采用用图图( (甲甲) )的的方方法法, ,经经过过编编者者修修改改后后, ,现现行行的的教教科科书书采采用用图图( (乙乙) )的的方方法法. .两两个个实实验验装装置置的的区区别别在在于于:悬悬挂挂重重垂垂线线的的位位置置
10、不不同同;图图( (甲甲) )中中设设计计有有一一个个支支柱柱( (通通过过调调整整, ,可可使使两两球球的的球球心心在在同同一一水水平平线线上上. .上上面面的的小小球球被被碰碰离离开开后后, ,支支柱柱立立即即倒倒下下),),图图( (乙乙) )中中没没有有支支柱柱, ,图图( (甲甲) )中中的的入入射射小小球球和和被被碰碰小小球球做做平平抛抛运运动动的的抛抛出出点点分分别别在在通通过过O,OO,O点点的的竖竖直直线线上上, ,重垂线只确定了重垂线只确定了O O点的位置点的位置, ,比较这两个实验装置比较这两个实验装置, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.采用图采用图
11、( (甲甲) )的实验装置时的实验装置时, ,需要测出两小球的直径需要测出两小球的直径B.B.采用图采用图( (乙乙) )的实验装置时的实验装置时, ,需要测出两小球的直径需要测出两小球的直径C.C.为了减小误差为了减小误差, ,采用图采用图( (甲甲) )的实验装置时的实验装置时, ,应使斜槽末端水平部分尽量光滑应使斜槽末端水平部分尽量光滑D.D.为了减小误差为了减小误差, ,采用图采用图( (乙乙) )的实验装置时的实验装置时, ,应使斜槽末端水平部分尽量光滑应使斜槽末端水平部分尽量光滑答案答案: :(1)AD(1)AD(2)(2)在做在做“碰撞中的动量守恒碰撞中的动量守恒”实验中实验中:
12、 :如果采用如果采用(1)(1)中中( (乙乙) )图装置做图装置做“碰撞中的动量守恒碰撞中的动量守恒”实验实验, ,某次实验得出小球的落点情某次实验得出小球的落点情况如图况如图( (丙丙) )所示所示, ,图中数据单位为图中数据单位为cm,cm,假设碰撞动量守恒假设碰撞动量守恒, ,则质量之比则质量之比m m1 1mm2 2= =. .在实验中根据小球的落点情况在实验中根据小球的落点情况, ,若等式若等式= = 成立成立, ,则还可证明碰撞中前后系统的则还可证明碰撞中前后系统的动能相等动能相等. .(2)(2)小球小球A A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,
13、,这对实验结果这对实验结果( (选填选填“会会”或或“不会不会”) )产生误差产生误差. .解析解析: :(2)(2)小球小球A A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力, ,对于每次滚下的小球的对于每次滚下的小球的影响都是相同的影响都是相同的, ,因此对小球的末速度无影响因此对小球的末速度无影响, ,故对实验结果不会产生误差故对实验结果不会产生误差. .答案答案: :(2)(2)不会不会(3)(3)实验装置如图实验装置如图( (甲甲) )所示所示,A,A球为入射小球球为入射小球,B,B球为被碰小球球为被碰小球, ,以下所列举的在以下所列举的在实验过程中必须满足的条件
14、是实验过程中必须满足的条件是 . .A.A.入射小球的质量入射小球的质量m mA A, ,可以小于被碰小球的质量可以小于被碰小球的质量m mB BB.B.实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度C.C.入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放D.D.斜槽末端的切线必须水平斜槽末端的切线必须水平, ,小球放在斜槽末端处小球放在斜槽末端处, ,应能静止应能静止答案答案: :(3)D(3)D解解析析: :(3)(3)实实验验中中必必须须满满足足的的条条件件是是: :碰碰撞撞小小球球的的质质量量大大于于被被碰碰小小球球
15、的的质质量量, ,小小球球每每次次都都必必须须从从同同一一高高度度滚滚下下, ,不不需需要要测测量量小小球球做做平平抛抛运运动动的的时时间间或或高高度度, ,故选项故选项D D正确正确. .(4)(4)在在“验证动量守恒定律验证动量守恒定律”的实验中的实验中. .某同学用如图某同学用如图( (乙乙) )所示的装置进行了所示的装置进行了如下的操作如下的操作: :先调整斜槽轨道先调整斜槽轨道, ,使末端的切线水平使末端的切线水平, ,在一块平木板表面先后钉上白纸和复在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸写纸, ,并将该木板竖直立于靠近槽口处并将该木板竖直立于靠近槽口处, ,使小球使小球a a从斜槽轨
16、道上某固定点处由静从斜槽轨道上某固定点处由静止释放止释放, ,撞到木板并在白纸上留下痕迹撞到木板并在白纸上留下痕迹O.O.将木板向右平移适当的距离将木板向右平移适当的距离, ,再使小球再使小球a a从原固定点由静止释放从原固定点由静止释放, ,撞在木板撞在木板上并在白纸上留下痕迹上并在白纸上留下痕迹B.B.把半径相同的小球把半径相同的小球b b静止放在斜槽轨道水平段的最右端静止放在斜槽轨道水平段的最右端, ,让小球让小球a a仍从原固仍从原固定点由静止释放定点由静止释放, ,和小球和小球b b相碰后相碰后, ,两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A A和和C.C.用
17、天平测量用天平测量a,ba,b两小球的质量分别为两小球的质量分别为m ma a,m,mb b, ,用刻度尺测量白纸用刻度尺测量白纸O O点到点到A,B,CA,B,C三点的距离分别为三点的距离分别为y y1 1,y,y2 2和和y y3 3. .用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒量守恒, ,其表达式为其表达式为 . .命题点二创新实验命题点二创新实验【典例典例2 2】 现利用图现利用图(a)(a)所示的装置验证动量守恒定律所示的装置验证动量守恒定律. .在图在图(a)(a)中中, ,气垫导轨上气垫导轨上有有A,BA,B两个滑块两个滑块, ,滑块
18、滑块A A右侧带有一弹簧片右侧带有一弹簧片, ,左侧与打点计时器左侧与打点计时器( (图中未画出图中未画出) )的纸的纸带相连带相连; ;滑块滑块B B左侧也带有一弹簧片左侧也带有一弹簧片, ,上面固定一遮光片上面固定一遮光片, ,光电计时器光电计时器( (未完全画未完全画出出) )可以记录遮光片通过光电门的时间可以记录遮光片通过光电门的时间. .实验测得滑块实验测得滑块A A的质量的质量m m1 1=0.310 kg,=0.310 kg,滑块滑块B B的质量的质量m m2 2=0.108 kg,=0.108 kg,遮光片的宽度遮光片的宽度d=1.00 cm;d=1.00 cm;打点计时器所用
19、交流电的频率打点计时器所用交流电的频率f=50.0 Hz.f=50.0 Hz.将光电门固定在滑块将光电门固定在滑块B B的右侧的右侧, ,启动打点计时器启动打点计时器, ,给滑块给滑块A A一向右的初速度一向右的初速度, ,使它使它与与B B相碰相碰. .碰后光电计时器显示的时间为碰后光电计时器显示的时间为ttB B=3.500 ms,=3.500 ms,碰撞前后打出的纸带如碰撞前后打出的纸带如图图(b)(b)所示所示. .若实验允许的相对误差绝对值若实验允许的相对误差绝对值( ( 100%100%) )最大为最大为5%,5%,本实验是否本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律在误差范围内验证
20、了动量守恒定律? ?写出运算过程写出运算过程. .答案答案: :见解析见解析【创新创新/ /改进点分析改进点分析】实验器材的创新实验器材的创新: :使用气垫导轨来减少摩擦力对实验的影响使用气垫导轨来减少摩擦力对实验的影响. .题组训练题组训练1.1.某同学把两个质量不同的小球用细线连接某同学把两个质量不同的小球用细线连接, ,中间夹一个被压缩了的轻弹簧中间夹一个被压缩了的轻弹簧, ,如图所示如图所示, ,将此系统置于光滑水平桌面上将此系统置于光滑水平桌面上, ,烧断细线烧断细线, ,观察两小球的运动情况观察两小球的运动情况, ,进行必要的测量进行必要的测量, ,验证两小球相互作用的过程中动量守
21、恒验证两小球相互作用的过程中动量守恒. .(1)(1)该同学还需具备的器材是该同学还需具备的器材是 ; ;(2)(2)需要直接测量的数据是需要直接测量的数据是 ; ;解析解析: :(1)(2)(1)(2)这个实验的思路是通过测平抛运动的位移来代替它们作用后的这个实验的思路是通过测平抛运动的位移来代替它们作用后的速度速度. .所以需要有刻度尺和天平分别测平抛运动的水平位移和两小球的质量所以需要有刻度尺和天平分别测平抛运动的水平位移和两小球的质量. .答案答案: :(1)(1)刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平(2)(2)两球的质量
22、两球的质量m m1 1,m,m2 2, ,水平射程水平射程x x1 1,x,x2 2(3)(3)用得到的数据验证动量守恒的关系式是用得到的数据验证动量守恒的关系式是 . .答案答案: :(3)m(3)m1 1x x1 1=m=m2 2x x2 22.2.某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验: :在小车在小车A A的前端粘的前端粘有橡皮泥有橡皮泥, ,推动小车推动小车A A使之做匀速直线运动使之做匀速直线运动, ,然后与原来静止在前方的小车然后与原来静止在前方的小车B B相碰相碰并粘合成一体并粘合成一体, ,继续做匀速直线运动继续做
23、匀速直线运动. .他设计的具体装置如图他设计的具体装置如图( (甲甲) )所示所示, ,在小车在小车A A后连着纸带后连着纸带, ,电磁打点计时器的电源频率为电磁打点计时器的电源频率为50 Hz,50 Hz,长木板下垫着小木片用以平衡长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力摩擦力. .(1)(1)若已得到打点纸带如图若已得到打点纸带如图( (乙乙) )所示所示, ,并将测得各计数点间距标在图上并将测得各计数点间距标在图上,A,A为运动为运动起始的第一点起始的第一点, ,若要计算小车若要计算小车A A的碰前速度的碰前速度v vA A及计算及计算A A和和B B碰后的共同速度碰后的共同速度v v共共, ,
24、应应分别选择纸带的哪一段分别选择纸带的哪一段 .(.(选填选填“ABAB”“”“BCBC”“”“CDCD”或或“DEDE”) )解析解析: :(1)(1)推动小车由静止开始运动推动小车由静止开始运动, ,故小车有个加速过程故小车有个加速过程, ,在碰撞前做匀速直线在碰撞前做匀速直线运动运动, ,即在相同的时间内通过的位移相同即在相同的时间内通过的位移相同,BC,BC段为匀速运动的阶段段为匀速运动的阶段, ,故选故选BCBC计算计算碰前的速度碰前的速度; ;碰撞过程是一个变速运动的过程碰撞过程是一个变速运动的过程, ,而而A A和和B B碰后共同运动时做匀速直碰后共同运动时做匀速直线运动线运动,
25、 ,在相同的时间内通过相同的位移在相同的时间内通过相同的位移, ,故应选故应选DEDE段来计算碰后共同的速度段来计算碰后共同的速度. .答案答案: :(1)BC(1)BCDEDE答案答案: :(2)0.420 kg(2)0.420 kgm/sm/s0.417 kg0.417 kgm/sm/s(2)(2)若已测得小车若已测得小车A A的质量的质量m m1 1=0.40 kg,=0.40 kg,小车小车B B的质量的质量m m2 2=0.20 kg,=0.20 kg,那么碰前两小那么碰前两小车的总动量为车的总动量为 , ,碰后两小车的总动量为碰后两小车的总动量为 . .点击进入点击进入综合检测综合检测
