2019年高考物理大一轮复习-实验07-验证动量守恒定律-新人教版.ppt

动量动量第第 六六 章章实验七验证动量守恒定律实验七验证动量守恒定律0202实 验 能 力0303实 验 创 新栏目导航0101实 验 基 础0101实 验 基 础一、实验目的一、实验目的验证动量守恒定律验证动量守恒定律二、实验原理二、实验原理在在一一维维碰碰撞撞中中，测测出出物物体体的的质质量量m和和碰碰撞撞前前后后物物体体的的速速度度v、v，找找出出碰碰撞撞前前的的动量动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量及碰撞后的动量pm1v1m2v2，看碰撞前后动量是否守恒，看碰撞前后动量是否守恒三、实验器材三、实验器材方方案案一一：气气垫垫导导轨轨、光光电电计计时时器器、天天平平、滑滑块块(两两个个)、重重物物、弹弹簧簧片片、细细绳绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等方案二：方案二：带细线的摆球带细线的摆球(两套两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等方方案案三三：光光滑滑长长木木板板、打打点点计计时时器器、纸纸带带、小小车车(两两个个)、天天平平、撞撞针针、橡橡皮皮泥泥方案四：方案四：斜槽、小球斜槽、小球(两个两个)、天平、复写纸、白纸等、天平、复写纸、白纸等四、实验步骤四、实验步骤方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(如图所示如图所示)1测质量：测质量：用天平测出滑块质量用天平测出滑块质量2安装：安装：正确安装好气垫导轨正确安装好气垫导轨3实实验验：接接通通电电源源，利利用用配配套套的的光光电电计计时时装装置置测测出出两两滑滑块块各各种种情情况况下下碰碰撞撞前前后后的的速速度度(改改变变滑滑块块的的质质量量改改变变滑滑块块的的初初速速度度大大小和方向小和方向)4验证：验证：一维碰撞中的动量守恒一维碰撞中的动量守恒方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(如图所示如图所示)1测质量：测质量：用天平测出两小球的质量用天平测出两小球的质量m1、m2.2安装：安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来把两个等大小球用等长悬线悬挂起来3实验：实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰4测测速速度度：可可以以测测量量小小球球被被拉拉起起的的角角度度，从从而而算算出出碰碰撞撞前前对对应应小小球球的的速速度度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度5改变条件：改变条件：改变碰撞条件，重复实验改变碰撞条件，重复实验6验证：验证：一维碰撞中的动量守恒一维碰撞中的动量守恒方案三：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(如图所示如图所示)1测质量：用天平测出两小车的质量测质量：用天平测出两小车的质量2安安装装：将将打打点点计计时时器器固固定定在在光光滑滑长长木木板板的的一一端端，把把纸纸带带穿穿过过打打点点计计时时器器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥3实实验验：接接通通电电源源，让让小小车车A运运动动，小小车车B静静止止，两两车车碰碰撞撞时时撞撞针针插插入入橡橡皮皮泥泥中，把两小车连接成一体运动中，把两小车连接成一体运动方案四：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(如图所示如图所示)1测质量：测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球2安装：安装：按照图中所示安装实验装置调整固定斜槽使斜槽底端水平按照图中所示安装实验装置调整固定斜槽使斜槽底端水平3铺铺纸纸：白白纸纸在在下下，复复写写纸纸在在上上且且在在适适当当位位置置铺铺放放好好记记下下重重垂垂线线所所指指的的位位置置O.4放放球球找找点点：不不放放被被撞撞小小球球，每每次次让让入入射射小小球球从从斜斜槽槽上上某某固固定定高高度度处处自自由由滚滚下下，重重复复10次次用用圆圆规规画画尽尽量量小小的的圆圆把把所所有有的的小小球球落落点点圈圈在在里里面面圆圆心心P就就是是小小球球落点的平均位置落点的平均位置5碰碰撞撞找找点点：把把被被撞撞小小球球放放在在斜斜槽槽末末端端，每每次次让让入入射射小小球球从从斜斜槽槽同同一一高高度度自自由由滚滚下下，使使它它们们发发生生碰碰撞撞，重重复复实实验验10次次用用步步骤骤4的的方方法法，标标出出碰碰后后入入射射小小球球落落点的平均位置点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置和被撞小球落点的平均位置N.如图所示如图所示6验验证证：连连接接ON，测测量量线线段段OP、OM、ON的的长长度度将将测测量量数数据据填填入入表表中中最最后代入后代入m1OPm1OMm2ON，看在误差允许的范围内是否成立，看在误差允许的范围内是否成立7结束：结束：整理好实验器材放回原处整理好实验器材放回原处某某同同学学用用如如图图1所所示示装装置置通通过过半半径径相相同同的的A、B两两球球(mAmB)的的碰碰撞撞来来验验证证动动量量守守恒恒定定律律图图中中PQ是是斜斜槽槽，QR为为水水平平槽槽实实验验时时先先使使A球球从从斜斜槽槽上上某某一一固固定定位位置置G由由静静止止开开始始滚滚下下，落落到到位位于于水水平平地地面面的的记记录录纸纸上上，留留下下痕痕迹迹重重复复上上述述操操作作10次次，得得到到10个个落落点点痕痕迹迹再再把把B球球放放在在水水平平槽槽上上靠靠近近槽槽末末端端的的地地方方，让让A球球仍仍从从位位置置G由由静静止止开开始始滚滚下下，和和B球球碰碰撞撞后后，A、B球球分分别别在在记记录录纸纸上上留留下下各各自自的的落落点点痕痕迹迹，重重复复这这种种操操作作10次次图图1中中O点点是是水水平平槽槽末末端端R在在记记录录纸纸上上的的垂垂直直投投影影点点B球球落落点点痕痕迹迹如如图图2所所示示，其其中中米米尺尺水水平平放放置置，且且平平行行于于G、R、O所在的平面，米尺的零点与所在的平面，米尺的零点与O点对齐点对齐图图1 图图2(1)碰撞后碰撞后B球的水平射程应取球的水平射程应取_ cm.(2)在以下选项中，本次实验必须进行测量的有在以下选项中，本次实验必须进行测量的有_(填选项号填选项号)A水平槽上未放水平槽上未放B球时，测量球时，测量A球落点位置到球落点位置到O点的距离点的距离BA球与球与B球碰撞后，测量球碰撞后，测量A球及球及B球落点位置到球落点位置到O点的距离点的距离C测量测量A球或球或B球的直径球的直径D测量测量A球和球和B球的质量球的质量(或两球质量之比或两球质量之比)E测量水平槽面相对于测量水平槽面相对于O点的高度点的高度(3)实实验验中中，关关于于入入射射球球在在斜斜槽槽上上释释放放点点的的高高低低对对实实验验影影响响的的说说法法中中正正确确的的是是()A释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B释释放放点点越越低低，两两球球碰碰后后水水平平位位移移越越小小，水水平平位位移移测测量量的的相相对对误误差差越越小小，两两球速度的测量越准确球速度的测量越准确C释释放放点点越越高高，两两球球相相碰碰时时，相相互互作作用用的的内内力力越越大大，碰碰撞撞前前后后动动量量之之差差越越小小，误差越小误差越小D释释放放点点越越高高，入入射射小小球球对对被被碰碰小小球球的的作作用用力力越越大大，轨轨道道对对被被碰碰小小球球的的阻阻力力越小越小答案：答案：(1)65.7(65.565.9均可均可)(2)ABD(3)C解解析析：(1)用用一一尽尽可可能能小小的的圆圆把把小小球球落落点点圈圈在在里里面面，可可知知圆圆心心的的位位置置是是65.7 cm，这也是小球落点的平均位置，这也是小球落点的平均位置(2)本本实实验验中中要要测测量量的的数数据据有有：两两个个小小球球的的质质量量m1、m2，三三个个落落点点到到O点点的的距距离离x1、x2、x3，所以应选，所以应选A、B、D(3)入入射射球球的的释释放放点点越越高高，入入射射球球碰碰前前速速度度越越大大，相相碰碰时时内内力力越越大大，阻阻力力的的影影响响相相对对越越小小，可可以以较较好好的的满满足足动动量量守守恒恒的的条条件件，也也有有利利于于减减小小测测量量水水平平位位移移时时的的相相对对误差，从而使实验的误差减小，选项误差，从而使实验的误差减小，选项C正确正确0202实 验 能 力2验证的表达式验证的表达式方案一、二、三方案一、二、三：m1v1m2v2m1v1m2v2.方案四：方案四：m1OPm1OMm2ON二、注意事项二、注意事项1前提条件前提条件碰撞的两物体应保证碰撞的两物体应保证“水平水平”和和“正碰正碰”2方案提醒方案提醒(1)若若利利用用气气垫垫导导轨轨进进行行实实验验，调调整整气气垫垫导导轨轨时时，注注意意利利用用水水平平仪仪确确保保导导轨轨水水平平(2)若若利利用用摆摆球球进进行行实实验验，两两小小球球静静放放时时球球心心应应在在同同一一水水平平线线上上，且且刚刚好好接接触触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直面内摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直面内(3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力(4)若利用斜槽小球碰撞应注意：若利用斜槽小球碰撞应注意：斜槽末端的切线必须水平；斜槽末端的切线必须水平；入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；选质量较大的小球作为入射小球；选质量较大的小球作为入射小球；实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变(2014全全国国新新课课标标)现现利利用用如如图图所所示示的的装装置置验验证证动动量量守守恒恒定定律律在在图图中中，气气垫垫导导轨轨上上有有A、B两两个个滑滑块块，滑滑块块A右右侧侧带带有有一一弹弹簧簧片片，左左侧侧与与打打点点计计时时器器(图图中中未未画画出出)的的纸纸带带相相连连；滑滑块块B左左侧侧也也带带有有一一弹弹簧簧片片，上上面固定一遮光片，光电计时器面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间可以记录遮光片通过光电门的时间实实验验测测得得滑滑块块A的的质质量量m10.310 kg，滑滑块块B的的质质量量m20.108 kg，遮遮光光片片的的宽宽度度d1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率；打点计时器所用交流电的频率f50.0 Hz.将将光光电电门门固固定定在在滑滑块块B的的右右侧侧，启启动动打打点点计计时时器器，给给滑滑块块A一一向向右右的的初初速速度度，使使它它与与B相相碰碰碰碰后后光光电电计计时时器器显显示示的的时时间间为为tB3.500 ms，碰碰撞撞前前后后打打出出的的纸纸带带如如图所示图所示答案：答案：见解析见解析