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1、基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验实验探究十一验证动量守恒定律实验探究十一验证动量守恒定律基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验1实验目的实验目的验证动量守恒定律量守恒定律2实验原理实验原理在一在一维碰撞中，碰撞中，测出物体的出物体的质量量m和碰撞前后物体的速度和碰撞前后物体的速度v v、v v，找出碰撞前的，找出碰撞前的动量量pm1v v1m2v v2及碰撞后的及碰撞后的动量量pm1v v1m2v v2，看碰撞前后，看碰撞前后动量是否守恒量是否守恒3实验器材实验器材方案一方案一：气：气垫导轨、光、光电计时器、天平、滑器、
2、天平、滑块(两个两个)、重物、重物、弹簧片、簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等、橡皮泥等基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验方案二方案二：带细线的的摆球球(两套两套)、铁架台、天平、量角器、架台、天平、量角器、坐坐标纸、胶布等、胶布等方案三方案三：光滑：光滑长木板、打点木板、打点计时器、器、纸带、小、小车(两个两个)、天平、撞天平、撞针、橡皮泥、橡皮泥方案四方案四：斜槽、小球：斜槽、小球(两个两个)、天平、复写、天平、复写纸、白、白纸等等4实验步骤实验步骤方案一方案一：利用气：利用气垫导轨完成一完成一维碰撞碰撞实验(如如图1所示所
3、示)图图1基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(1)测质量测质量：用天平：用天平测出滑出滑块质量量(2)安装安装：正确安装好气：正确安装好气垫导轨(3)实验实验：接通：接通电源，利用配套的光源，利用配套的光电计时装置装置测出两滑出两滑块各各种情况下碰撞前后的速度种情况下碰撞前后的速度(改改变滑滑块的的质量量改改变滑滑块的初速度大小和方向的初速度大小和方向)(4)验证验证：一：一维碰撞中的碰撞中的动量守恒量守恒方案二方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验一维碰撞实验(如如图2所示所示)(1)测质量测质量：用天平：用天平测出
4、两小球的出两小球的质量量m1、m2.(2)安装安装：把两个等大小球用等：把两个等大小球用等长悬线悬挂挂起来起来图图2基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(3)实验实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它它们相碰相碰(4)测速度测速度：可以：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，小球的速度，测量碰撞后小球量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后起的角度，算出碰撞后对应小小球的速度球的速度(5)改变条件改变条件：改：改变碰撞条件，重复碰撞条件，重复实验(6)验证验证：一：一维碰
5、撞中的碰撞中的动量守恒量守恒方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(如如图3所示所示)图图3基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(1)测质量测质量：用天平：用天平测出两小出两小车的的质量量(2)安装安装：将打点：将打点计时器固定在光滑器固定在光滑长木板的一端，把木板的一端，把纸带穿穿过打点打点计时器，器，连在小在小车的后面，在两小的后面，在两小车的碰撞端分的碰撞端分别装装上撞上撞针和橡皮泥和橡皮泥(3)实验实验：接通：接通电源，源，让小小车A运运动，小，小车B静止，两静止，两车碰撞碰撞时撞撞针插入橡皮泥中，把
6、两小插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运接成一体运动(5)改变条件改变条件：改：改变碰撞条件，重复碰撞条件，重复实验(6)验证验证：一：一维碰撞中的碰撞中的动量守恒量守恒基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(如如图4所示所示)图图4基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(1)测质量测质量：用天平：用天平测出两小球的出两小球的质量，并量，并选定定质量大的小球量大的小球为入射小球入射小球(2)安装安装：按照：按照图4所示安装所示安装实验装置装置
7、调整固定斜槽使斜槽整固定斜槽使斜槽底端水平底端水平(3)铺纸铺纸：白：白纸在下，复写在下，复写纸在上且在适当位置在上且在适当位置铺放好放好记下下重垂重垂线所指的位置所指的位置O.(4)放球找点放球找点：不放被撞小球，每次：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固入射小球从斜槽上某固定高度定高度处自由自由滚下，重复下，重复10次用次用圆规画尽量小的画尽量小的圆把所有把所有的小球落点圈在里面的小球落点圈在里面圆心心P就是小球落点的平均位置就是小球落点的平均位置基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(5)碰撞找点碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次：把被撞小球放在
8、斜槽末端，每次让入射小球从入射小球从斜槽同一高度自由斜槽同一高度自由滚下，使它下，使它们发生碰撞，重复生碰撞，重复实验10次次用步用步骤4的方法，的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置出碰后入射小球落点的平均位置M和被和被撞小球落点的平均位置撞小球落点的平均位置N.如如图5所示所示图图5(6)验证验证：连接接ON，测量量线段段OP、OM、ON的的长度将度将测量量数据填入表中最后代入数据填入表中最后代入m1OPm1OMm2ON，看在，看在误差允差允许的范的范围内是否成立内是否成立(7)结束结束：整理好：整理好实验器材放回原器材放回原处基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓
9、展创新实验5数据处理数据处理(1)速度的速度的测量量基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(2)验证的表达式验证的表达式方案一、二、三方案一、二、三：m1v v1m2v v2m1v v1m2v v2.方案四方案四：m1OPm1OMm2ON6注意事项注意事项(1)前提条件前提条件碰撞的两物体碰撞的两物体应保保证“水平水平”和和“正碰正碰”(2)方案提醒方案提醒若利用气若利用气垫导轨进行行实验，调整气整气垫导轨时，注意利，注意利用水平用水平仪确保确保导轨水平水平若利用若利用摆球球进行行实验，两小球静放，两小球静放时球心球心应在同一水在同一水平平线上，且上，且刚好接
10、触，好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条直，将小球拉起后，两条摆线应在同一在同一竖直面内直面内基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验若利用若利用长木板木板进行行实验，可在，可在长木板下木板下垫一小木片用以平一小木片用以平衡摩擦力衡摩擦力若利用斜槽小球碰撞若利用斜槽小球碰撞应注意：注意：a斜槽末端的切斜槽末端的切线必必须水平；水平；b入射小球每次都必入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止从斜槽同一高度由静止释放；放；c选质量量较大的小球作大的小球作为入射小球；入射小球；d实验过程中程中实验桌、斜槽、桌、斜槽、记录的白的白纸的位置要始的位置要始终保保持不持不变(3
11、)探究结论探究结论寻找的不找的不变量必量必须在各种碰撞情况下都不改在各种碰撞情况下都不改变.基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验热点一实验原理与操作热点一实验原理与操作【典例典例1】 某同学利用打点某同学利用打点计时器和气器和气垫导轨做做“探究碰撞探究碰撞中的不中的不变量量”的的实验，气，气垫导轨装置如装置如图6甲所示，所用甲所示，所用的气的气垫导轨装置由装置由导轨、滑、滑块、弹射架等射架等组成在空腔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空腔内不断通入压缩空气，空气，压缩空气会从小孔
12、中空气会从小孔中喷出，出，使滑使滑块稳定地漂浮在定地漂浮在导轨上，上，这样就大大减小了因滑就大大减小了因滑块和和导轨之之间的摩擦而引起的的摩擦而引起的误差差基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验图图6(1)下面是下面是实验的主要步的主要步骤：安装好气安装好气垫导轨，调节气气垫导轨的的调节旋旋钮，使，使导轨水平；水平；向气向气垫导轨通入通入压缩空气；空气；基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验把打点把打点计时器固定在器固定在紧靠气靠气垫导轨左端左端弹射架的外射架的外侧，将，将纸带穿穿过打点打点计时器和器和弹射架并固定在滑射架并固
13、定在滑块1的左端，的左端，调节打点打点计时器的高度，直至滑器的高度，直至滑块拖着拖着纸带移移动时，纸带始始终在水平方向；在水平方向；使滑使滑块1挤压导轨左端左端弹射架上的橡皮射架上的橡皮绳；把滑把滑块2放在气放在气垫导轨的中的中间；先先_，然后，然后_，让滑滑块带动纸带一起运一起运动；取下取下纸带，重复步，重复步骤，选出出较理想的理想的纸带如如图乙所示；乙所示；测得滑得滑块1(包括撞包括撞针)的的质量量为310 g，滑，滑块2(包括橡皮泥包括橡皮泥)的的质量量为205 g；试着完善着完善实验步步骤的内容的内容基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(2)已知打点
14、已知打点计时器每隔器每隔0.02 s打一个点，打一个点，计算可知，两滑算可知，两滑块相互作用前相互作用前质量与速度的乘量与速度的乘积之和之和为_kgm/s；两滑两滑块相互作用以后相互作用以后质量与速度的乘量与速度的乘积之和之和为_kgm/s(保留三位有效数字保留三位有效数字)(3)试说明明(2)问中两中两结果不完全相等的主要原因是果不完全相等的主要原因是_.答案答案(1)接通打点接通打点计时器的器的电源放开滑源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点与打点计时器的限位孔有摩擦器的限位孔有摩擦基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验【跟踪短训跟踪短训】
15、1气气垫导轨是常用的一种是常用的一种实验仪器，它器，它是利用气是利用气泵使使带孔的孔的导轨与滑与滑块之之间形成气形成气垫，使滑，使滑块悬浮在浮在导轨上，滑上，滑块在在导轨上的运上的运动可可视为没有摩擦我没有摩擦我们可以用可以用带竖直直挡板板C和和D的气的气垫导轨和滑和滑块A和和B来来验证动量守恒定律，量守恒定律，实验装置如装置如图7所示所示(弹簧的簧的长度忽略不度忽略不计)，采用的，采用的实验步步骤如下：如下：a用天平分用天平分别测出滑出滑块A、B的的质量量mA、mB；b调整气整气垫导轨，使，使导轨处于水平状于水平状态；c在在A和和B间放入一个被放入一个被压缩的的轻弹簧，用簧，用电动卡卡锁锁定
16、，定，静止放置在气静止放置在气垫导轨上；上；图图7基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验d用刻度尺用刻度尺测出出A的左端至的左端至C板的距离板的距离L1；e按下按下电钮放开卡放开卡锁，同，同时使分使分别记录滑滑块A、B运运动时间的的计时器开始工作当器开始工作当A、B滑滑块分分别碰撞碰撞C、D挡板板时停止停止计时，记下下A、B分分别到达到达C、D的运的运动时间t1和和t2.(1)实验中中还应测量的物理量是量的物理量是_.(2)利用上述利用上述测量的物理量，量的物理量，验证动量守恒定律的表达式是量守恒定律的表达式是_(3)利用上述物理量写出被利用上述物理量写出被压
17、缩弹簧的簧的弹性性势能大小的表达式能大小的表达式为_基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验热点二实验数据处理热点二实验数据处理【典例典例2】 如如图8，用，用“碰撞碰撞实验器器”可以可以验证动量守恒定律，量守恒定律，即研究两个小球在即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的道水平部分碰撞前后的动量关系量关系图图8基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(1)实验中，直接中，直接测定小球碰撞前
18、后的速度是不容易的，但是，定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通可以通过仅测量量_(填填选项前的符号前的符号)，间接地解决接地解决这个个问题A小球开始小球开始释放高度放高度hB小球抛出点距地面的高度小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运小球做平抛运动的射程的射程(2)图8中中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时，先先让入射球入射球m1多次从斜多次从斜轨上上S位置静止位置静止释放，找到其平均落放，找到其平均落地点的位置地点的位置P，测量平抛射程量平抛射程OP.然后，把被碰小球然后，把被碰小球m2静置于静置于轨道的水平部分，再将入射球道的水平部分，再将入射
19、球m1从斜从斜轨上上S位置静止位置静止释放，放，与小球与小球m2相碰，并多次重复相碰，并多次重复基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验接下来要完成的必要步接下来要完成的必要步骤是是_(填填选项前的符号前的符号)A用天平用天平测量两个小球的量两个小球的质量量m1、m2B测量小球量小球m1开始开始释放高度放高度hC测量抛出点距地面的高度量抛出点距地面的高度HD分分别找到找到m1、m2相碰后平均落地点的位置相碰后平均落地点的位置M、NE测量平抛射程量平抛射程OM、ON(3)若两球相碰前后的若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示量守恒，其表达式可表示为_(用用(2)
20、中中测量的量表示量的量表示)(4)经测定，定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地点的平均位置，小球落地点的平均位置距距O点的距离如点的距离如图9所示碰撞前、后所示碰撞前、后m1的的动量分量分别为p1与与p1，则p1 p1_ 11；若碰撞；若碰撞结束束时m2的的动量量为p2，则p1 p211 _基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验图图9基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(2)本实验要验证的是本实验要验证的是m1OMm2ONm1OP，因此要测量，因此要测量两个小球的质量两个小球的质量m1和和m2以及它们的水平射程以及
21、它们的水平射程OM和和ON，而，而要确定水平射程，应先分别确定两个小球落地的平均落点，要确定水平射程，应先分别确定两个小球落地的平均落点，没有必要测量小球没有必要测量小球m1开始释放的高度开始释放的高度h和抛出点距地面的高和抛出点距地面的高度度H.故应完成的步骤是故应完成的步骤是ADE.基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验答案答案(1)C(2)ADE(3)m1OMm2ONm1OP(4)142.91.01基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验【跟踪短训跟踪短训】2某同学某同学设计了一个用了一个用电磁打点磁打点计时器器验证动量守
22、恒定律量守恒定律的的实验：在小：在小车A的前端粘有橡皮泥，推的前端粘有橡皮泥，推动小小车A使之做使之做匀速直匀速直线运运动，然后与原来静止在前方的小，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘相碰并粘合成一体，合成一体，继续做匀速直做匀速直线运运动他他设计的装置如的装置如图10甲所示在小甲所示在小车A后后连着着纸带，电磁打点磁打点计时器所用器所用电源源频率率为50 Hz，长木板下木板下垫着薄木片以平衡摩擦力着薄木片以平衡摩擦力基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验图图10(1)若已若已测得打点得打点纸带如如图乙所示，并乙所示，并测得各得各计数点数点间距距(已已标在在
23、图上上)A为运运动的起点，的起点，则应选_段来段来计算算A碰碰前的速度前的速度应选_段来段来计算算A和和B碰后的共同速度碰后的共同速度(以以上两空上两空选填填“AB”或或“BC”或或“CD”或或“DE”)基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(2)已已测得小得小车A的的质量量m10.4 kg，小，小车B的的质量量为m20.2 kg，则碰前两小碰前两小车的的总动量量为_kgm/s，碰后两小，碰后两小车的的总动量量为_kgm/s.解析解析(1)从分析纸带上打点的情况看，从分析纸带上打点的情况看，BC段既表示小车做段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地段能较准确地描述小车描述小车A在碰撞前的运动情况，应选用在碰撞前的运动情况，应选用BC段计算小车段计算小车A碰碰前的速度从前的速度从CD段打点的情况看，小车的运动情况还没稳段打点的情况看，小车的运动情况还没稳定，而在定，而在DE段内小车运动稳定，故应选用段内小车运动稳定，故应选用DE段计算段计算A和和B碰碰后的共同速度后的共同速度基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验答案答案(1)BCDE(2)0.4200.417
