高考物理复习第六章动量守恒定律实验七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,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,