高考物理总复习实验7验证动量守恒定律市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

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,1/38,2/38,1,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守恒,2,试验器材,斜槽，大小相等、质量不一样小钢球两个，重垂线，白纸，复写纸，天平，刻度尺，圆规,试验要求,3/38,3,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)按照图甲安装试验装置调整、固定斜槽使斜槽底端水平,(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,4/38,5/38,1,数据处理,验证表示式,m,1,v,1,m,2,v,2,m,1,v,1,m,2,v,2,.,2,注意事项,(1)前提条件：确保碰撞是一维，即确保两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动,(2)进行试验，入射球质量要大于被碰球质量，即,m,1,m,2,，预防碰后,m,1,被反弹,方法规律,6/38,3,误差分析,(1)系统误差：主要起源于装置本身是否符合要求，即,碰撞是否为一维碰撞,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，长木板试验是否平衡掉摩擦力等,(2)偶然误差：主要起源于质量,m,和速度,v,测量,(3)减小误差办法,设计方案时应确保碰撞为一维碰撞，且尽可能满足动量守恒条件,采取屡次测量求平均值方法减小偶然误差,7/38,4,其它方案,利用气垫导轨和光电计时器完成一维碰撞试验,(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：接通电源，利用配套光电计时装置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,8/38,1试验原理,(1)小球从同一点平抛，落地时间均相同；,(2)可用小球做平抛运动水平射程作为小球平抛运动初速度进行试验验证,考点1教材试验方案考查,9/38,2试验操作步骤,(1)要用天平测量入射球,m,1,和被碰球,m,2,质量；,(2)没必要测量小球,m,1,释放高度,h,及抛出点到地面高度；,(3)确保每次都从同一位置由静止释放入射球,m,1,；,(4)会用画最小圆方法求小球落点平均位置；,(5)要分清,P,，,M,，,N,分别对应哪个小球何种情况下落点,10/38,例1,如图，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，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,11/38,(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,，测出平抛射程,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,12/38,(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,13/38,(5)有同学认为，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.,思绪剖析：,(1)在本试验中，需要测定哪些物理量？(2)试验操作时需要注意哪些事项？,【答案】,(1)C(2)ADE或(DEA或DAE)(3),m,1,OM,m,2,ON,m,1,OP,m,1,OM,2,m,2,ON,2,m,1,OP,2,(4)142.911.01(5)76.8,14/38,15/38,16/38,17/38,练1,某同学用如图甲所表示装置经过半径相同,A,、,B,两球(,m,A,m,B,)碰撞来验证动量守恒定律，图中,PQ,是斜槽，,QR,为水平槽试验时先使,A,球从斜槽上某一固定位置,G,由静止开始滚下，落到位于水平地面统计纸上，留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把,B,球放在水平槽上靠近槽末端地方，让,A,球仍从位置,G,由静止开始滚下，和,B,球碰撞后，,A,、,B,球分别在统计纸上留下各自落点痕迹重复这种操作10次图中,O,点是水平槽,18/38,(1)碰撞后,B,球水平射程应取为_cm.,(2)在以下选项中，哪些是此次试验必须进行测量？_(填选项号),A水平槽上未放,B,球时，测量,A,球落点位置到,O,点距离,B,A,球与,B,球碰撞后，测量,A,球落点位置到,O,点距离,C测量,A,球或,B,球直径,D测量,A,球和,B,球质量(或两球质量之比),E测量水平槽面相对于,O,点高度,19/38,(3)试验中，关于入射小球在斜槽上释放点高低对试验影响说法中正确是(),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,B释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量相对误差越小，两球速度测量越准确,C释放点越高，两球相碰时，相互作用内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小,D释放点越高，入射小球对被碰小球作用力越大，轨道对被碰小球阻力越小,20/38,【答案】,(1)66.0(2)ABD(3)C,【解析】,(1)碰撞后,B,球水平射程落点如题图甲所表示，取全部落点中靠近中间点读数，即可取一个最小圆圆心，约为66.0 cm.,(2)水平槽上未放,B,球时，测量,A,球落点位置到,O,点距离，即测量出碰撞前,A,球速度，故A正确；,A,球与,B,球碰撞后，测量,A,球落点位置到,O,点距离，即测量出碰撞后,A,球速度，故B正确；不需要测量,A,球或,B,球直径，故C错误；测量,A,球和,B,球质量(或两球质量之比)，用来表示出球质量，故D正确；不需要测量,G,点相对于水平槽面高度，故E错误故选ABD,21/38,(3)释放点越低，入射小球速度小，两球碰后水平位移越小，水平位移测量相对读数相对误差大，故A、B两项均错误；释放点越高，两球相碰时，相互作用内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小，故C项正确；释放点越高，入射小球对被碰小球作用力越大，支柱对被碰小球阻力不变，阻力影响相对越小，能够很好地满足动量守恒条件，也有利于减小测量水平位移时相对误差，从而使试验误差减小，故D项错误,22/38,考点2其它试验方案考查,23/38,24/38,25/38,26/38,27/38,28/38,29/38,热点题组验证动量守恒定律,1,(届湖北黄冈检测),某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律试验，气垫导轨装置如图甲所表示，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,模拟精选 组合专练,30/38,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；,把打点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和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；,把滑块2放在气垫导轨中间；已知碰后两滑块一起运动；,先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动；,31/38,取下纸带，重复步骤,，选出较理想纸带如图乙所表示；,测得滑块1(包含撞针)质量为310 g，滑块2(包含橡皮泥)质量为205 g.,(1)试着完善试验步骤,内容,(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前质量与速度乘积之和为_kgm/s；两滑块相互作用以后质量与速度乘积之和为_kgm/s.(保留3位有效数字),(3)试说明(2)问中两结果不完全相等主要原因是_.,【答案】,(1)先接通打点计时器电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦力作用,32/38,33/38,34/38,(1)若已测得打点纸带如图乙所表示，并测得各计数点间距(已标在图上),A,为运动起点，则应选_段来计算,A,碰前速度，应选_段来计算,A,和,B,碰后共同速度(以上两空填“,AB,”“,BC,”“,CD,”或“,DE,”),(2)已测得小车,A,质量,m,1,0.4 kg，小车,B,质量,m,2,0.2 kg，则碰前两小车总动量为_ kgm/s，碰后两小车总动量为_kgm/s.(结果保留3位有效数字),【答案】,(1),BC,DE,(2)0.4200.417,35/38,【解析】,(1)推进小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同时间内经过位移相同，故,BC,段为匀速运动阶段，故选,BC,段来计算碰前速度；碰撞过程是一个变速运动过程，而,A,和,B,碰后共同运动时做匀速直线运动，故在相同时间内经过相同位移，故应选,DE,段来计算碰后共同速度,36/38,37/38,38/38,