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1、实验十六实验十六实验十六实验十六 验证动量守恒定律验证动量守恒定律验证动量守恒定律验证动量守恒定律基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理一、实验目的一、实验目的验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理二、实验原理二、实验原理质量为质量为m1和和m2的两个小球发生正的两个小球发生正碰，若碰前碰，若碰前m1运动，运动，m2静止，根据动静止，根据动量守恒定律应有：量守恒定律应有：m1v1m1v1m2v2.因小球从斜槽上滚下后做平抛运因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落
2、地前运动的时下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，则小球的水平速度若用飞间就相同，则小球的水平速度若用飞行时间作单位，在数值上就等于小球行时间作单位，在数值上就等于小球飞出的水平距离所以只要测出小球飞出的水平距离所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距的质量及两球碰撞前后飞出的水平距基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理图15152 21 1基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理三、实验器材三、实验器材斜槽、大小相等质量不同的小钢斜槽、大小相等质量不同的小钢球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、圆规、三角板天平一台
3、、刻度尺、圆规、三角板基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理四、实验步骤四、实验步骤1用天平测出两用天平测出两小球的质量，并选定质小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球量大的小球为入射小球2按照图按照图1522所示安装实验装置所示安装实验装置调整固定斜槽调整时调整固定斜槽调整时应使斜槽末端水平应使斜槽末端水平图15152 22 2基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理3白纸在下，复写纸在上且在适白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好记下重垂线所指的位当位置铺放好记下重垂线所指的位置置O.4不放被碰小球，让入射小球从不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复
4、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次，用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面圆心小球落点圈在里面圆心P就是小球落就是小球落点的平均位置点的平均位置基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理5把被碰小球放在槽口上，让入把被碰小球放在槽口上，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验它们发生碰撞，重复实验10次，用步次，用步骤骤4的方法，标出碰后入射小球落点的的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置平均位置M和被碰小球落点的平均位置和被碰小球落点的平均位置N，如图，如图1523所示所示图15152 23 3基础
5、知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理五、注意事项五、注意事项1斜槽轨道末端的切线必须水平斜槽轨道末端的切线必须水平判断是否水平的方法是将小球放在判断是否水平的方法是将小球放在斜槽轨道平直部分任一位置，若小球斜槽轨道平直部分任一位置，若小球均能保持静止，则表明斜槽末端已水均能保持静止，则表明斜槽末端已水平平2入射小球每次都必须从斜槽轨入射小球每次都必须从斜槽轨道同一位置由静止释放，可在斜槽适道同一位置由静止释放，可在斜槽适当高度处固定一挡板，使小球靠着挡当高度处固定一挡板，使小球靠着挡板，然后释放小球板，然后释放小球3入射小球的质量应大于被
6、碰小入射小球的质量应大于被碰小球的质量球的质量基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理4实验过程中确保实验桌、斜槽、实验过程中确保实验桌、斜槽、记录用的白纸的位置要始终保持不变记录用的白纸的位置要始终保持不变5在计算时一定要注意在计算时一定要注意m1、m2与与OP、OM和和ON的对应关系的对应关系6应尽可能的在斜槽较高的地方应尽可能的在斜槽较高的地方由静止释放入射小球由静止释放入射小球基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理六、误差分析六、误差分析1小球落点位置的确定是否准确小球落点位置的确定是否准确是产生误差的一个原因，因此在确定是产生误差的一个原因，因此在确定落点位置时，应
7、严格按步骤中的落点位置时，应严格按步骤中的4、5去做去做2入射小球每次是否从同一高度入射小球每次是否从同一高度无初速度滑下是产生误差的另一原因无初速度滑下是产生误差的另一原因基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理七、实验改进七、实验改进本实验可以利用气垫、导轨和数本实验可以利用气垫、导轨和数字实验设备来完成，用速度传感器直字实验设备来完成，用速度传感器直接测出速度，并用电脑显示，更直观，接测出速度，并用电脑显示，更直观，误差也更小误差也更小高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析题型一题型一 对实验原理的考对实验原理的考查查例例1高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例
8、析24所示所示)验证弹性碰撞的恢复系数验证弹性碰撞的恢复系数是否为是否为1，实验中使用半径相等的钢质，实验中使用半径相等的钢质小球小球1和和2(它们之间的碰撞可近似视为它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞弹性碰撞)，且小球，且小球1的质量大于小球的质量大于小球2的质量的质量图15152 24 4高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析实验步骤如下：实验步骤如下：安装好实验装置，做好测量前的安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置准备，并记下重垂线所指的位置O.第一步，不放小球第一步，不放小球2，让小球，让小球1从从斜槽上斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上点由静止滚下，并落在
9、地面上重复多次，用尽可能小的圆把小球重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置球落点的平均位置高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析第二步，把小球第二步，把小球2放在斜槽前端边放在斜槽前端边缘处的缘处的C点，让小球点，让小球1从从A点由静止滚下，点由静止滚下，使它们碰撞重复多次，并使用与第使它们碰撞重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置球落点的平均位置第三步，用刻度尺分别测量三个第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离落地点的平均位置离O点的距离，即
10、线点的距离，即线段段OM、OP、ON的长度的长度高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析在上述实验中，在上述实验中，(1)P点是点是_的的平均位置，平均位置，M点是点是_的平的平均位置，均位置，N点是点是_的平均位置的平均位置(2)请写出本实验的原理请写出本实验的原理_；写出用测量量表示的恢复系数的表达式写出用测量量表示的恢复系数的表达式_(3)三个落地点距三个落地点距O点的距离点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有与实验所用的小球质量是否有关？关？_.高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析【解析解析】(1)P点是在实验的第一点是在实验的第一步中小球步中小球1落点
11、的平均位置，落点的平均位置，M点是小点是小球球1与小球与小球2碰撞后小球碰撞后小球1落点的平均位落点的平均位置，置，N点是小球点是小球2落点的平均位置落点的平均位置(2)原理，小球从槽口原理，小球从槽口C飞出后做平飞出后做平抛运动的时间相同，设为抛运动的时间相同，设为t，则有，则有OPv10t，OMv1t，ONv2t小球小球2碰撞前静止，碰撞前静止，v200高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析OP与小球的质量无关，与小球的质量无关，OM和和ON与小球的质量有关与小球的质量有关【答案答案】见解析见解析高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析【方法总结方法总结】实验重点考查学实
12、验重点考查学生对实验的识记、理解能力本题设生对实验的识记、理解能力本题设置了碰撞的恢复系数测定的情景，实置了碰撞的恢复系数测定的情景，实质为动量守恒定律的验证解题关键质为动量守恒定律的验证解题关键为审题和知识迁移为审题和知识迁移高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析题型二题型二 对实验步骤、操作的考查对实验步骤、操作的考查例例2如图如图1525所示为所示为“验证动量守恒定律验证动量守恒定律”实实验装置示意图验装置示意图(1)入射小球入射小球1与被碰与被碰小球小球2直径相同，它们的直径相同，它们的质量相比较，应是质量相比较，应是m1_m2.图15152 25 5(2)为了保证小球做平抛
13、运动，必为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使须调整斜槽使_高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析(3)实验步骤如下：实验步骤如下：A在地面上依次铺白纸和复写纸在地面上依次铺白纸和复写纸B确定重锤对应点确定重锤对应点O.C不放球不放球2，让球，让球1从槽从槽M点滚下，点滚下，确定它的落地点确定它的落地点P.D把球把球2放在立柱上，让球放在立柱上，让球1从斜从斜槽槽M点滚下，与球点滚下，与球2正碰后，确定它们正碰后，确定它们落地位置落地位置L1、L2.E量出量出OL1、OP、OL2的长度的长度高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析上述步骤不完善及错误之处有：上述步骤不完善及错
14、误之处有：_._.高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析【解析解析】(1)为了不使为了不使1球和球和2球碰球碰后被弹回，后被弹回，1球的质量应大于球的质量应大于2球的质球的质量，即量，即m1m2.(2)为保证小球能做平抛运动，应为保证小球能做平抛运动，应使斜槽末端切线水平使斜槽末端切线水平(3)为了减小误差，测量中的为了减小误差，测量中的P、L1、L2为小球多次落地的平均位置为小球多次落地的平均位置高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析【答案答案】(1)(2)斜槽末端切斜槽末端切线水平水平(3)P、L1、L2应为小球多次落地小球多次落地点的平均位置点的平均位置高频考点例析高
15、频考点例析高频考点例析高频考点例析【方法总结方法总结】本题主要考查学本题主要考查学生对实验步骤的掌握情况和误差分析生对实验步骤的掌握情况和误差分析能力，认真理解实验过程，是解决此能力，认真理解实验过程，是解决此题的关键题的关键高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析题型三题型三 实验数据处理实验数据处理例例3用半径相同的两小用半径相同的两小球球A、B的碰撞验证动量的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示守恒定律，实验装置示意图如图意图如图1526所示，所示，斜槽与水平槽圆滑连接斜槽与水平槽圆滑连接实验时先不放实验时先不放B图15152 26 6球，使球，使A球从斜槽上某一固定点球从斜槽上某一
16、固定点C由静止由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹再把下痕迹再把B球静置于水平槽前端边球静置于水平槽前端边高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析缘处，让缘处，让A球仍从球仍从C处由静止滚下，处由静止滚下，A球球和和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹记录纸上的自的痕迹记录纸上的O点是重垂线所点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到指的位置，若测得各落点痕迹到O点的点的距离：距离：OM2.68 cm，OP8.62 cm，ON11.50 cm，并知，并知A、B两球的质量两球的质量比为比为2 1，则未放，则未放B球时球时A球落地点是记球落地点是记录纸上的录纸上的_点，系统碰撞前总点，系统碰撞前总动量动量p与碰撞后总动量与碰撞后总动量p的百分误差的百分误差高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析【解析解析】M、N分别是碰后分别是碰后A、B两球的落点位置，两球的落点位置，P是碰前是碰前A球的落点球的落点位置，碰前系统总动量可等效表示为位置，碰前系统总动量可等效表示为pmAOP，碰后总动量可等效表示为碰后总动量可等效表示为pmAOMmBON，高频考点例析高频考点例析高频考点例析高频考点例析【答案答案】P2随堂达标自测随堂达标自测随堂达标自测随堂达标自测点击进入点击进入
