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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,对应演练,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,试验,8,验证动量守恒定律,第1页,一、试验目标,验证动量守恒定律。,二、试验原理,在一维碰撞中,测出物体质量,m,和碰撞前后物体速度,v,、,v,找出碰撞前动量,p=m,1,v,1,+m,2,v,2,及碰撞后动量,p=m,1,v,1,+m,2,v,2,看碰撞前后动量是否守恒。,第2页,2,三、试验方案,试验方案,1,.,利用气垫导轨完成一维碰撞试验,1,.,测质量,:,用天平测出滑块质量。,2,.,安装,:,正确安装好气垫导轨。,3,.,试验,:,测出两滑块各种情况下碰撞前后速度,(,改变滑块质量。,改变滑块初速度大小和方向,),。,4,.,验证,:,一维碰撞中动量守恒。,第3页,3,试验方案,2,.,利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞试验,1,.,测质量,:,用天平测出两小球质量,m,1,、,m,2,。,2,.,安装,:,把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。,3,.,试验,:,一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰。,4,.,测速度,:,能够测量小球被拉起角度,从而算出碰撞前对应小球速度,;,测量碰撞后小球摆起角度,算出碰撞后对应小球速度。,5,.,改变条件,:,改变碰撞条件,重复试验。,6,.,验证,:,一维碰撞中动量守恒。,第4页,4,试验方案,3,.,在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞试验,1,.,测质量,:,用天平测出两小车质量。,2,.,安装,:,如图所表示安装试验装置。,3,.,试验,:,接通电源,让小车,A,运动,小车,B,静止,两车碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连接成一体运动。,4,.,测速度,:,经过纸带上两计数点间距离及时间由,v=,算出速度。,5,.,改变条件,:,改变碰撞条件,重复试验。,6,.,验证,:,一维碰撞中动量守恒。,第5页,5,试验方案,4,.,利用斜槽上滚下小球验证动量守恒定律,1,.,测质量,:,用天平测出两小球质量,并选定质量大小球为入射小球。,2,.,安装,:,如图所表示安装试验装置。调整固定斜槽使斜槽底端水平。,第6页,6,3,.,铺纸,:,白纸在下,复写纸在上。记下重垂线所指位置,O,。,4,.,放球找点,:,不放被撞小球,每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复,10,次。用圆规画尽可能小圆把全部小球落点圈在里面。圆心,P,就是小球落点平均位置。,5,.,碰撞找点,:,把被撞小球放在斜槽末端,每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复试验,10,次。用步骤,4,方法,标出碰后入射小球落点平均位置,M,和被撞小球落点平均位置,N,。如图所表示。,第7页,7,四、注意事项,1,.,前提条件,:,碰撞两物体应确保,“,水平,”,和,“,正碰,”,。,2,.,探究结论,:,寻找不变量必须在各种碰撞情况下都不变。,五、误差分析,1,.,系统误差,:,主要起源于装置本身是否符合要求。,(1),碰撞是否为一维。,(2),试验是否满足动量守恒条件,如气垫导轨是否水平,两球是否等大,用长木板试验时是否平衡掉摩擦力。,2,.,偶然误差,:,主要起源于质量,m,和速度,v,测量。,第8页,8,教材原型试验,典,例,1,如图所表示,用碰撞试验器能够验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后动量关系。,命题点一,命题点二,(1),试验中,直接测定小球碰撞前后速度是不轻易,不过,能够经过仅测量,(,填选项前符号,),间接地处理这个问题。,A.,小球开始释放高度,h,B.,小球抛出点距地面高度,H,C.,小球做平抛运动射程,第9页,9,命题点一,命题点二,(2),图中,O,点是小球抛出点在地面上垂直投影,试验时先让入射球,m,1,屡次从斜轨上,Q,位置静止释放,找到其平均落地点位置,P,测量平抛射程,OP,然后,把被碰小球,m,2,静置于轨道水平部分,再将入射球,m,1,从斜轨上,Q,位置静止释放,与小球,m,2,相碰,并屡次重复。,接下来要完成必要步骤是,。,(,填选项前符号,),A.,用天平测量两个小球质量,m,1,、,m,2,B.,测量小球,m,1,开始释放高度,h,C.,测量抛出点距地面高度,H,D.,分别找到,m,1,、,m,2,相碰后平均落地点位置,M,、,N,E.,测量平抛射程,OM,、,ON,第10页,10,命题点一,命题点二,(3),若两球相碰前后动量守恒,其表示式可表示为,(,用,(2),中测量量表示,);,若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足表示式为,(,用,(2),中测量量表示,),。,第11页,11,命题点一,命题点二,第12页,12,命题点一,命题点二,思维点拨,验证动量守恒定律试验中,质量可测而瞬时速度较难。所以采取了落地高度不变情况下,水平射程来反应平抛初速度大小,所以仅测量小球抛出水平射程来间接测出速度。过程中小球释放高度不需要测量,小球抛出高度也不要求测量。最终可经过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒。,第13页,13,命题点一,命题点二,典例,2,(,辽宁辽南协作校下学期模拟,),如图所表示,气垫导轨是惯用一个试验仪器,:,它是利用气泵使带孔导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上运动可视为没有摩擦,我们能够用带竖直挡板,C,、,D,气垫导轨以及滑块,A,、,B,来验证动量守恒定律,试验装置如图所表示,(,弹簧长度忽略不计,),采取试验步骤以下,:,第14页,14,命题点一,命题点二,(a),用天平分别测出滑块,A,、,B,质量,m,A,、,m,B,(b),调整气垫导轨,使导轨,(c),在滑块,A,、滑块,B,间放入一个被压轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上,(d),用刻度尺测出滑块,A,左端至板,C,距离,L,1,B,右端至,D,板距离,L,2,(e),按下电钮放开卡销,同时使分别统计滑块,A,、,B,运动时间计时器开始工作,当滑块,A,、,B,分别碰撞挡板,C,、,D,时停顿计时,计下滑块,A,、,B,分别抵达挡板,C,、,D,运动时间,t,1,和,t,2,。,(1),步骤,(b),补充完整,;,(2),利用上述测量试验数据,验证动量守恒定律表示式是,;,(3),利用上述试验数据还能测出被压缩弹簧弹性势能大小,请写出表示式。,第15页,15,命题点一,命题点二,第16页,16,命题点一,命题点二,创新试验,典例,3,(,河南驻马店质检,),如图所表示试验装置,某同学用,a,、,b,是两个半径相同小球,按照以下步骤研究弹性正碰试验操作,:,在平木板表面钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处,使小球,a,从斜槽轨道上固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹,O,;,将木板水平向右移动一定距离并固定,再使小球,a,从固定点处由静止释放,撞到木板上。重复屡次,用尽可能小圆把小球落点圈在里面,其圆心就处于小球落点平均位置,得到痕迹,B,;,把小球,b,静止放在斜槽轨道水平段最右端,让小球,a,仍从固定点处由静止释放,和小球,b,相碰后,重复屡次,并使用与第二步一样方法分别标出碰撞后两个小球落点平均位置,得到两球撞在木板上痕迹,A,和,C,。,第17页,17,命题点一,命题点二,(1),为了确保在碰撞过程中,a,球不反弹,a,、,b,两球质量,m,1,、,m,2,间关系是,m,1,m,2,。,(,选填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”),(2),完成本试验,必须测量物理量有,。,A,.,小球,a,开始释放高度,h,B,.,木板水平向右移动距离,l,C,.A,球和,B,球质量,m,1,、,m,2,D,.O,点到,A,、,B,、,C,三点距离分别为,y,1,、,y,2,、,y,3,(3),若,(2),所给选项物理量均已知,若满足条件,(,用测量量表示,),则表示两小球发生是弹性碰撞。,第18页,18,命题点一,命题点二,第19页,19,命题点一,命题点二,思维点拨,(1),抓住碰撞后,a,球速度小于,b,球,结合水平位移相等得出平抛运动时间大小关系,从而确定下降高度大小关系,确定出落点位置。,(2),抓住碰撞前总动量和碰撞后总动量相等,结合平抛运动规律表示出速度,从而得出验证表示式。,第20页,20,命题点一,命题点二,典例,4,(,山东潍坊三模,),某同学用如图所表示装置验证动量守恒,:,长木板水平固定,弹簧左端同定在挡板上,右端自由伸长到,O,点,滑块,A,右侧粘有橡皮泥,置于长木板上,左侧恰好位于,O,点。操作以下,:,推进,A,压缩弹簧至某一位置,然后无初速释放,测得停下时,A,、,O,间距离,x,1,;,再次推进,A,压,缩弹簧至同一位置,另取一滑块,B,放于,O,点,无初速释放,A,A,与,B,碰后粘在一起运动,测得停下时,A,、,O,距离,x,2,。,请回答以下问题,:,(1),x,1,x,2,(,选填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”),(2),试验中还需要测量物理量及符号是,若等式,(,用所测物理量符号表示,),成立,则碰撞过程动量守恒。,第21页,21,命题点一,命题点二,第22页,22,命题点一,命题点二,在验证动量守恒定律试验中,关键问题是怎样测量碰撞前后瞬时速度,所以在试验设计时,能够依据学过知识进行测量,如能够利用平抛运动,或光电门,或自由落体等变速运动,或圆周运动,或动能定理等进行等效代换。本题就是利用了动能定理。,第23页,23,1,.,(,山西太原,3,月模拟,),某试验小组用图甲所表示装置验证动量守恒定律。试验时,先将金属小球,A,从斜槽上某一固定位置由静止释放,A,从斜槽末端飞出后落到水平地面统计纸上留下落点痕迹,重复,10,次。把相同半径塑料小球,B,放在与斜槽末端等高支柱上,让,A,仍从斜槽上同一位置由静止释放,与,B,碰撞后,A,、,B,分别在统计纸上留下落点痕迹,重复,10,次。图中,O,点是水平槽末端在统计纸上垂直投影点,M,、,P,、,N,分别为小球落点痕迹,小立柱与斜槽末端距离等于小球直径。,第24页,24,(1),以下说法正确是,;,A,.,斜槽末端必须水平,B,.,需要测量斜槽末端距地面高度,C,.,图中,M,点是未放小球,B,时小球,A,落点痕迹,D,.,图中,P,点是未放小球,B,时小球,A,落点痕迹,(2),用螺旋测微器测量小球直径时示数如图乙所表示,则小球直径,d=,m;,(3),试验中测出小球直径及,M,、,P,、,N,与,O,点距离分别用,d,、,OM,、,OP,、,ON,表示,若碰撞过程中动量守恒,则两小球质量之比,(,用所给符号表示,),。,第25页,25,解析,:,(1),斜槽末端必须水平才能确保小球从斜槽末端飞出时做平抛运动,故,A,正确,;,本试验是依据平抛规律验证动量守恒定律,需要测量是,A,、,B,两小球抛出水平距离,因为抛出高度相同落地时间一样,验证时式子两端会把时间消去,所以与高度无关,不需要测量斜槽末端距地面高度,故,B,错误,;,碰撞后,A,球速度小,B,球速度大,因为落地时间相同,所以,M,点是碰撞后,A,球落点,N,点是,B,球落点,而图中,P,点是未放小球,B,时小球,A,落点,故,C,错误,D,正确,;,故选,AD,。,(2),螺旋测微器固定刻度读数为,7,.,5,mm,。可动刻度读数为,0,.,01,0,.,0,mm=0,.,000,mm,所以小球直径最终读数为,:7,.,5,mm,+,0,.,000,mm,=,7,.,500,mm;,(3),依据试验原理可知,m,a,v,0,=m,a,v,1,+m,b,v,2,因为下落时间相同,所以有,m,a,(,OP-d,),=m,a,(,OM-d,),+m,b,(,ON-d,),解得两小球质量之比,第26页,26,2,.,(,安徽安庆二模,),某同学欲采取书本上介绍气垫导轨和光电计时器等器材进行,“,验证动量守恒定律,”,试验。试验装置如图所表示,下面是试验主要步骤,:,第27页,27,安装好气垫导轨和光电门,调整气垫导轨调整旋钮,使导轨水平,测得,A,和,B,两滑块上遮光片宽度均为,d,到得,A,、,B,两滑块质量,(,包含遮光片,),m,1,、,m,2,向气垫导轨通入压缩空气,利用气垫导轨左右弹射装置,使滑块,A,、,B,分别向右和向左运动,测出滑块,A,、,B,在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为,t,1,和,t,2,观察发觉滑块,A,、,B,碰撞后经过粘胶粘合在一起,运动方向与滑块,B,碰撞前运动方向相同,今后滑块,A,再次经过光电门时挡光时间为,t,第28页,28,试解答以下问题,:,(1),碰撞前,A,滑块速度大小为,碰撞前,B,滑块速度大小为,。,(2),为了验证碰撞中动量守恒,需要验证关系式是,(,用题中物理量表示,),。,(3),有同学认为利用此试验装置还能计算碰撞过程中损失机械能。请用上述试验过程测出相关物理量,表示出,A,、,B,系统在碰撞过程中损失机械能,E=,。,第29页,29,第30页,30,3,.,(,厦门市下学期质量检验,),在验证动量守恒定律试验时,用图甲所表示装置进行验证,在长木板右端下面垫放小木片,平衡好摩擦力。小车,P,前端粘有橡皮泥,后端连着纸带。接通电源,轻推小车,P,使之运动,小车,P,运动一段时间后,与原来静止小车,Q,相碰,并,黏合,在一起继续运动。,(,已知打点计时器电源频率为,50 Hz),第31页,31,(1),两车碰撞前后打出纸带如图乙所表示。测得小车,P,质量,m,P,=,0,.,60 kg,小车,Q,质量,m,Q,=,0,.,40 kg,由以上数据求得碰前系统总动量为,kgm/s,碰后系统总动量为,kgm/s(,结果保留三位有效数字,),。,(2),试验结论,:,。,第32页,32,答案,:,(1)0,.,480,-,0,.,482,0,.,475,(2),在误差允许范围内,碰撞前后动量守恒,第33页,33,
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