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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,*,*,*,试验七,验证动量守恒定律,第六章 动量守恒定律,1/29,内容索引,过好双基关,命题点,一,教材原型试验,命题点,二,试验拓展创新,2/29,1,过好双基关,3/29,1.,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,，算出碰撞前动量,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相等,.,2.,试验器材,斜槽、小球,(,两个,),、,、直尺、复写纸、白纸、圆规等,.,天平,基本试验要求,4/29,3.,试验步骤,(1),用天平测出两小球质量，并选定质量大小球为入射小球,.,(2),按照如图甲所表示安装试验装置,.,调整、固定斜槽使斜槽底端水平,.,5/29,(3),白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好,.,记下重垂线所指位置,O,.,(4),不放被撞小球，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小球全部落点都圈在里面,.,圆心,P,就是小球落点平均位置,.,(5),把被撞小球放在斜槽末端，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,.,如图乙所表示,.,6/29,(6),连接,ON,，测量线段,OP,、,OM,、,ON,长度,.,将测量数据填入表中,.,最终代,入,，看在误差允许范围内是否成立,.,(7),整理好试验器材放回原处,.,(8),试验结论：在试验误差允许范围内，碰撞系统动量守恒,.,7/29,1.,数据处理,验证表示式：,2.,注意事项,(1),斜槽末端切线必须,；,(2),入射小球每次都必须从斜槽,高度由,释放；,(3),选质量较,小球作为入射小球；,(4),试验过程中试验桌、斜槽、统计白纸位置要一直保持不变,.,水平,同一,静止,大,规律方法总结,8/29,2,命题点一,教材原型试验,9/29,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,.,(1),试验中直接测定小球碰撞前后速度是不轻易，但能够经过仅测量,(,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,【,例,1】,答案,解析,10/29,(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,S,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,S,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,答案,11/29,(3),经测定，,m,1,45.0 g,，,m,2,7.5 g,，小球落地点平均位置距,O,点距离如图所表示,.,碰撞前后,m,1,动量分别为,p,1,与,p,1,，则,p,1,p,1,11,；若碰撞结束时,m,2,动量为,p,2,，则,p,1,p,2,11,.,试验结果说明，,碰撞前后总动量比值,.,答案,解析,14,2.9,1.01,12/29,(4),有同学认为，在上述试验中仅更换两个小球材质，其它条件不变，能够使被碰小球做平抛运动射程增大,.,请你用,(4),中已知数据，分析和计算出被碰小球,m,2,平抛运动射程,ON,最大值为,cm.,答案,解析,76.80,其它条件不变，使,ON,最大，则,m,1,、,m,2,发生弹性碰撞，,则其动量和能量均守恒，可得,v,2,13/29,题组阶梯突破,1.,在,“,验证动量守恒定律,”,试验中，已经有试验器材有：斜槽轨道，大小相等质量不一样小钢球两个，重锤线一条，白纸，复写纸，圆规,.,试验装置及试验中小球运动轨迹及落点情况简图如图所表示,.,试依据试验要求完成以下填空：,(1),试验前，轨道调整应注意,_.,槽末端切线是水平,答案,解析,平抛运动,14/29,(2),试验中重复屡次让,a,球从斜槽上释放，应尤其注意,.,答案,解析,静止释放滚下,让,a,球从同一高处,确保初速度相同,(3),试验中还缺乏测量器材有,.,答案,解析,天平、刻度尺,要验证,m,a,v,0,m,a,v,1,m,b,v,2,，,平抛运动时间相同，故可验证,m,a,v,0,t,m,a,v,1,t,m,b,v,2,t,，,而,v,0,t,OP,，,v,1,t,OM,，,v,2,t,ON,，,故只需验证,m,a,OP,m,a,OM,m,b,ON,，故需要天平,、,刻度尺,.,15/29,(4),试验中需要测量物理量是,.,答案,解析,a,球质量,m,a,和,b,球质量,m,b,，线段,OP,、,OM,和,ON,长度,由,(3),解析可知试验中需测量物理量是,a,球质量,m,a,和,b,球质量,m,b,，线段,OP,、,OM,和,ON,长度,.,(5),若该碰撞过程中动量守恒，则一定相关系式,_,成立,.,m,a,OP,m,a,OM,m,b,ON,由,(3),解析可知若该碰撞过程中动量守恒，则一定相关系式,m,a,OP,m,a,OM,m,b,ON,.,答案,解析,16/29,3,命题点二,试验拓展创新,17/29,(,新课标全国,35(2),现利用图,(a),所表示装置验证动量守恒定律,.,在图,(a),中，气垫导轨上有,A,、,B,两个滑块，滑块,A,右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器,(,图中未画出,),纸带相连；滑块,B,左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器,(,未完全画出,),能够统计遮光片经过光电门时间,.,【,例,2】,18/29,试验测得滑块,A,质量,m,1,0.310 kg,，滑块,B,质量,m,2,0.108 kg,，遮光片宽度,d,1.00 cm,；打点计时器所用交流电频率,f,50.0 Hz.,将光电门固定在滑块,B,右侧，开启打点计时器，给滑块,A,一向右初速度，使它与,B,相碰,.,碰后光电计时器显示时间为,t,B,3.500 ms,，碰撞前后打出纸带如图,(b),所表示,.,若试验允许相对误差绝对值,最大为,5%,，,本试验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程,.,答案,解析,看法析,19/29,20/29,题组阶梯突破,2.,把两个大小相同、质量不等金属球用细线连接起来，中间夹一被压缩了轻弹簧，置于摩擦能够忽略不计水平桌面上，如图所表示，现烧断细线，观察两球运动情况，进行必要测量，探究物体间发生相互作用时不变量,.,测量过程中：,(1),还必须添加器材有,_,_.,图钉、细线、铅锤、木板、天平,刻度尺、白纸、复写纸、,答案,(2),需直接测量数据是,.,答案,(3),需要验算表示式怎样表示？,.,答案,两球质量,m,1,、,m,2,，水平射程,x,1,、,x,2,m,1,x,1,m,2,x,2,21/29,3.,如图是用来验证动量守恒试验装置，弹性球,1,用细线悬挂于,O,点，,O,点下方桌子边缘有一竖直立柱,.,试验时，调整悬点，使弹性球,1,静止时恰与立柱上球,2,右端接触且两球等高,.,将球,1,拉到,A,点，并使之静止，同时把球,2,放在立柱上,.,释放球,1,，当它摆到悬点正下方,时与球,2,发生对心碰撞，碰后球,1,向左最远可摆到,B,点，,球,2,落到水平地面上,C,点,.,测出相关数据即可验证,1,、,2,两球碰撞时动量守恒,.,现已测出,A,点离水平桌面距,离为,a,、,B,点离水平桌面距离为,b,、,C,点与桌子边缘,间水平距离为,c,.,另外：,22/29,(1),还需要测量量是,、,和,_,_.,答案,解析,弹性球,1,、,2,质量,m,1,、,m,2,立柱高,h,离水平地面高度,H,桌面,要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后动量改变，依据弹性球,1,碰撞前后高度,a,和,b,，由机械能守恒能够求出碰撞前后速度，故只要再测量弹性球,1,质量,m,1,，就能求出弹性球,1,动量改变；依据平抛运动规律只要测出立柱高,h,和桌面离水平地面高度,H,就能够求出弹性球,2,碰撞前后速度改变，故只要测量弹性球,2,质量,m,2,和立柱高,h,、桌面离水平地面高度,H,就能求出弹性球,2,动量改变,.,23/29,(2),依据测量数据，该试验中动量守恒表示式为,.(,忽略小球大小,),答案,解析,依据,(1),解析能够写出动量守恒方程,24/29,4.,某同学利用电火花计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律试验,.,气垫导轨装置如图,(a),所表示，所用气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成,.,在空腔导轨两个工作面上均匀分布着一定数量小孔，向导轨空腔内不停通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这么就大大减小了因滑块和导轨之间摩擦而引发误差,.,25/29,(1),下面是试验主要步骤：,安装好气垫导轨，调整气垫导轨调整旋钮，使导轨水平；,向气垫导轨通入压缩空气；,把电火花计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块,1,左端，调整打点计时器高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带一直在水平方向；,使滑块,1,挤压导轨左端弹射架上橡皮绳；,26/29,把滑块,2,放在气垫导轨中间；,先,，然后,，让滑块带动纸带一起运动；,取下纸带，重复步骤,，选出理想纸带如图,(b),所表示；,测得滑块,1,质量为,310 g,，滑块,2(,包含橡皮泥,),质量为,205 g.,完善试验步骤,内容,.,接通打点计时器电源,释放滑块,1,答案,解析,使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器电源，后释放滑块,1.,27/29,(2),已知打点计时器每隔,0.02 s,打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统总动量为,kgm,/s,；两滑块相互作用以后系统总动量为,kgm/s.(,结果均保留三位有效数字,),答案,解析,依据纸带数据得：碰撞前滑块,1,动量为：,p,1,m,1,v,1,0.310,kgm,/s,0.620 kgm/s,，滑块,2,动量为零，所以碰撞前总动量为,0.620 kgm/s,；,碰撞后滑块,1,、,2,速度相等，,所以碰撞后总动量为：,(,m,1,m,2,),v,2,(0.310,0.205),kgm,/s,0.618 kgm/s,0.620,0.618,28/29,(3),试说明,(2),中两结果不完全相等主要原因是,_,_.,答案,解析,结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦力作用,.,纸带和打点计时器限位孔,之间有摩擦力作用,29/29,
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