實驗七驗證動量守恒定律01020304備選訓練

實驗基礎梳理

實驗熱點突破熱點一教材原型實驗

實驗熱點突破熱點二實驗拓展創新

1精選ppt實驗根底梳理1．實驗原理在一維碰撞中，測出物體的質量m和碰撞前后物體的速度v、v′，找出碰撞前的動量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后動量是否守恒．2．實驗器材方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等．方案二：帶細線的擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布等．方案三：光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥．方案四：斜槽、小球(兩個)、天平、復寫紙、白紙等．2精選ppt實驗根底梳理3．實驗步驟方案一：利用氣墊導軌完成一維碰撞實驗(如下圖)(1)測質量：用天平測出滑塊質量．(2)安裝：正確安裝好氣墊導軌．(3)實驗：接通電源，利用配套的光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質量．②改變滑塊的初速度大小和方向)．(4)驗證：一維碰撞中的動量守恒．3精選ppt實驗根底梳理方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實驗(如下圖)(1)測質量：用天平測出兩小球的質量m1、m2.(2)安裝：把兩個等大小球用等長懸線懸掛起來．(3)實驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時它們相碰．(4)測速度：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應小球的速度．(5)改變條件：改變碰撞條件，重復實驗．(6)驗證：一維碰撞中的動量守恒．4精選ppt實驗根底梳理方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實驗(如下圖)(1)測質量：用天平測出兩小車的質量．(2)安裝：將打點計時器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥．(3)實驗：接通電源，讓小車A運動，小車B靜止，兩車碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運動．(4)測速度：通過紙帶上兩計數點間的距離及時間由v＝Δx/Δt算出速度．(5)改變條件：改變碰撞條件，重復實驗．(6)驗證：一維碰撞中的動量守恒．5精選ppt實驗根底梳理方案四：利用斜槽上滾下的小球驗證動量守恒定律(如下圖)1．測質量：用天平測出兩小球的質量，并選定質量大的小球為入射小球。2．安裝：按照圖4所示安裝實驗裝置。調整固定斜槽使斜槽底端水平。3．鋪紙：白紙在下，復寫紙在上且在適當位置鋪放好。記下重垂線所指的位置O。4．放球找點：不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復10次。用圓規畫盡量小的圓把所有的小球落點圈在里面。圓心P就是小球落點的平均位置。6精選ppt實驗根底梳理5．碰撞找點：把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發生碰撞，重復實驗10次。用步驟4的方法，標出碰后入射小球落點的平均位置M和被撞小球落點的平均位置N。如下圖。6．驗證：連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度。將測量數據填入表中，最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在誤差允許的范圍內是否成立。7精選ppt實驗根底梳理誤差分析(1)系統誤差：主要來源于裝置本身是否符合要求。①碰撞是否為一維碰撞。②實驗是否滿足動量守恒的條件，如氣墊導軌是否水平等。(2)偶然誤差：主要來源于質量m和速度v的測量。本卷須知(1)碰撞的兩物體應保證“水平〞和“正碰〞。(2)假設利用氣墊導軌進行實驗，調整氣墊導軌時，注意利用水平儀確保導軌水平。(3)假設利用擺球進行實驗，兩小球靜放時球心應在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應在同一豎直平面內。(4)假設利用長木板進行實驗，可在長木板下墊一個小木片以平衡摩擦力。(5)假設利用斜槽進行實驗，入射球質量m1要大于被碰球質量m2，即m1>m2，防止碰后m1被反彈，且兩球半徑r1＝r2＝r。8精選ppt【例1】某同學用如圖6甲所示裝置來驗證動量守恒定律，實驗時先讓小球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下痕跡，重復10次；然后再把小球b靜置在斜槽軌道末端，讓小球a仍從原固定點由靜止開始滾下，和小球b相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次。答復以下問題：(1)在安裝實驗器材時斜槽的末端應___________________________。(2)小球a、b質量ma、mb的大小關系應滿足ma________mb，兩球的半徑應滿足ra________rb。(填“>〞“<〞或“＝〞)(3)本實驗中小球平均落地點的位置距O點的距離如圖乙所示，小球a、b碰后的平均落地點依次是圖乙中的___點和___點。(4)在本實驗中，驗證動量守恒的式子是以下選項中的________。A．maOC＝maOA＋mbOBB．maOB＝maOA＋mbOCC．maOA＝maOB＋mbOC實驗熱點突破保持水平轉到解析熱點一教材原型實驗>＝A

C

B9精選ppt實驗熱點突破轉回原題解析(1)小球離開軌道后應做平拋運動，所以在安裝實驗器材時斜槽的末端必須保持水平，才能使小球做平拋運動。(2)為防止在碰撞過程中入射小球被反彈，入射小球a的質量ma應該大于被碰小球b的質量mb。為保證兩個小球的碰撞是對心碰撞，兩個小球的半徑應相等。(3)由題圖甲所示裝置可知，小球a和小球b相碰后，根據動量守恒和能量守恒可知小球b的速度大于小球a的速度。由此可判斷碰后小球a、b的落點位置分別為A、C點。(4)小球下落高度一樣，所以在空中的運動時間t相等，假設碰撞過程滿足動量守恒，那么應有mav0＝mava＋mbvb，兩邊同乘以時間t可得mav0t＝mavat＋mbvbt，即有maOB＝maOA＋mbOC，應選項B正確。答案(1)保持水平(2)>＝(3)AC(4)B10精選ppt實驗熱點突破【變式訓練1】某同學設計了一個用打點計時器“探究碰撞中的不變量〞的實驗，在小車A的前端粘有橡皮泥，設法使小車A做勻速直線運動，然后與原來靜止的小車B相碰并黏在一起繼續做勻速運動，如圖7所示。在小車A的后面連著紙帶，電磁打點計時器的頻率為50Hz。(1)假設已得到打點紙帶如圖8所示，并測得各計數點間的距離。那么應選圖中________段來計算A碰前的速度，應選________段來計算A和B碰后的速度。(2)已測得小車A的質量mA＝0.40kg，小車B的質量mB＝0.20kg，那么由以上結果可得碰前mAvA＋mBvB＝________kg·m/s，碰后mAvA′＋mBvB′＝________kg·m/s。(3)從實驗數據的處理結果來看，A、B碰撞的過程中，可能哪個物理量是不變的？______________。

BC

轉到解析DE

0.420

0.417

mv11精選ppt實驗熱點突破轉回原題12精選ppt實驗熱點突破熱點二實驗拓展創新【例2】如圖是用來驗證動量守恒的實驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子的邊沿有一豎直立柱。實驗時，調節懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2接觸且兩球等高。將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上。釋放球1，當它擺到懸點正下方時與球2發生對心碰撞，碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點。測出有關數據即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒。現已測出A點離水平桌面的距離為a、B點離水平桌面的距離為b，C點與桌子邊沿間的水平距離為c。此處，(1)還需要測量的量是________________________、______和________。(2)根據測量的數據，該實驗中動量守恒的表達式為____________________________________。(忽略小球的大小)彈性球1、2的質量m1、m2立柱高h桌面高H

轉到解析13精選ppt實驗熱點突破解析

(1)要驗證動量守恒必須知道兩球碰撞前后的動量變化，根據彈性球1碰撞前后的高度a和b，由機械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再測量彈性球1的質量m1，就能求出彈性球1的動量變化；根據平拋運動的規律只要測出立柱高h和桌面高H就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化，故只要測量彈性球2的質量和立柱高h、桌面高H就能求出彈性球2的動量變化。轉回原題14精選ppt實驗熱點突破【變式訓練2】某同學利用電火花計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗。氣墊導軌裝置如圖10(a)所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數量的小孔，向導軌空腔內不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩定地漂浮在導軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差。(1)下面是實驗的主要步驟：①安裝好氣墊導軌，調節氣墊導軌的調節旋鈕，使導軌水平；②向氣墊導軌通入壓縮空氣；③把電火花計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調節打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；轉到下頁15精選ppt④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間；⑥先____________________，然后__________，讓滑塊帶動紙帶一起運動；⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖(b)所示；⑧測得滑塊1的質量為310g，滑塊2(包括橡皮泥)的質量為205g。完善實驗步驟⑥的內容。(2)打點計時器每隔0.02s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統的總動量為________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統的總動量為________kg·m/s。(結果均保存3位有效數字)(3)試說明(2)中兩結果不完全相等的主要原因是___________________________。實驗熱點突破接通打點計時器的電源釋放滑塊1轉到解析轉到上頁0.6200.618

紙帶和打點計時器限位孔之間有摩擦力的作用16精選ppt實驗熱點突破轉回原題17精選ppt1．氣墊導軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦，我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌和滑塊A和B驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖10所示，采用的實驗步驟如下：

a．松開手的同時，記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作，當A、B滑塊分別碰到C、D擋板時計時器結束計時，分別記下A、B到達C、D的運動時間t1和t2。

b．在A、B間水平放入一個輕彈簧，用手壓住A、B使彈簧壓縮，放置在氣墊導軌上，并讓它靜止在某個位置。

c．給導軌送氣，調整氣墊導軌，使導軌處于水平。

d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離l1，B的右端至D板的距離l2。

(1)實驗步驟的正確順序是__________。

(2)實驗中還需要的測量儀器是__________，還需要測量的物理量是___________________。

(3)利用上述測量的實驗數據，驗證動量守恒定律的表達式是___________________。備選訓練解析顯隱cbda天平兩滑塊的質量m1、m218精選ppt2．用如圖11甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球碰撞來驗證動量守恒定律，實驗時先使質量為mA的A球從斜槽上某一固定點G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復上述操作10次，得到10個落點痕跡，把質量為mB的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復這種操作10次，得到了如圖乙所示的三個落地處。(1)請在圖乙中讀出OP＝______cm。(2)由乙圖可以判斷出R是______球的落地點，Q是______球的落地點。(3)為了驗證碰撞前后動量守恒，該同學只需驗證表達式___________________________。備選訓練解析顯隱17.5B

AmAOQ＝mAOP＋mBOR

19精選ppt備選訓練3．如圖12甲所示，是氣墊導軌上的兩個滑塊的照片