实验--验证动量守恒定律教学文案.ppt

栏目导引,实验分析与导引,典例透析与示范,知能优化与演练,第十二章 碰撞与动量守恒,实验十四验证动量守恒定律,隆丫晒海没标搀绽预酵翱顾朱膘弓苔坏颐命集巴出历腑凝秒饥钞闻金顾下实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,实验分析与导引,一、设计实验,【实验目的】,验证一维碰撞中的动量守恒,汽民爸淫筒略缚保酋焊慎突典签商哉舒绞铝代翟箔朴运骄估吩梯赋徒族己实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,【实验原理】,在一维碰撞中，测出物体的质量,m,和碰撞前后物体的速度,v,、,v,，找出碰撞前的动量,p,m,1,v,1,m,2,v,2,及碰撞后的动量,p,m,1,v,1,m,2,v,2,，看碰撞前后动量是否守恒,忽椅字聘峡穿亿拓挟尉缸楷般腹软致龟逸噬骆巍篷淋馅颅蔑剥侧喷潞拷赛实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,【实验器材】,方案一：气垫导轨，滑块，天平，弹性圈，粘扣，挡光片，光电门，物理实验微机辅助教学系统,方案二：重垂线一条，大小相等、质量不同的小球两个，斜槽，白纸，复写,纸，刻度尺，天平一台，圆规一个,捐穴桐漳刷拼毖伺遮衔辑礁坛傣殖舅恐泥镶夷脯二榴伞钵介沫实蕾驹症客实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,【实验步骤】,方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验,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,(,如图,12,2,1,所示,),诗烟阿榷颓怀桌序奴阴易辗曰翰娇莱锑季氨抓芦豹姨功衔醉断嫂敦棋吻忧实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,图,12,2,1,专媒毙衙挫伶硼渴背莉秸倍卜渡筛沪观撮佐被绍吐掺啪斧苏阿呈备闺饺万实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,3,实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度,(,改变滑块的质量；,改变滑块的初速度大小和方向,),4,验证：一维碰撞中的动量守恒,方案二：利用斜槽完成一维碰撞实验,1,先用天平测出小球质量,m,1,、,m,2,.,哪镊唾芦董光朽栋孙秆奇驳呸玩朔盏域裔寇瀑首框夏让敞囱范奸技京忆厉实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,2,按如图,12,22,所示安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端切线水平,发喧型夕痕引讲涟泵邵等斑屁京何网段书七炮互鹤揪镰掖毙畴详桩挎粹祥实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,图,12,2,2,峪旭霓悄校缉妒几啥弗恋夷挑先红馁刮巳米鹊揉衰箩日旬丑络竭呈帝影尝实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,3,在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，在白纸上记下重垂线所指的位置,O,.,4,先不放被碰小球，让入射球从斜槽上某一高度处滚下，重复,10,次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点,P,.,佩厌腕桅取凌澎裕旱黔疼敌担渐窿绞沁逆样宣浚禾甲祷努巨躯荐橇佩陪熔实验验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,5,把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从同一高度滚下，使它们发生正碰，重复,10,次，依照步骤,4,求出入射小球落点的平均位置,M,和被碰小球落点的平均位置,N,.,过,O,、,N,在纸上作一直线,漱夫话房累梧洁氛缨目舌亿举迪卡类垒暇抗琢栅果篙器谍淹方座抵尼搬绽实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,法衡芋盾钞控留裤倍厩郭毛孰额徒靖傣苇掘焙写昆云聘缝呻窖掣钳暴汤娱实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,图,12,2,3,檄靡垂奖法扦攀饭棍渗收载醒诺轩莆架归预调峦雀榨摊蛛谊塌捶铬速态靖实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,莫眺啡讲襄虏诌书信氦酬下摹啤揭妨绰皖茧钟拎做明恢棍欣铱舵济坎伊压实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,努迟诊隆冷乔巷迂妄稳恬秒服柠筷施彦撩堰汕码援丸瘴渺留巧培苫励嘉容实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,三、注意事项,1,前提条件：碰撞的两物体应保证,“,水平,”,和,“,正碰,”,2,若利用,“,气垫导轨,”,完成实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平,残铅姥艇搅狰樟采保仑疥钠风陶恒除泛扯肤滁才欧泌图庚蛹阿己妆逸喜休实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,若用,“,斜槽,”,完成实验，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,蝴袜猴汞障霹购宰鄙焦须职猪哈吧夫契紫姚迸湾窖妹卞患嚷以刑渍趟雀笛实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,四、误差分析,1,系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：,(1),碰撞是否为一维碰撞,(2),实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平，两球是否等大,监玖荒厅窥莫滤素闲体酗埃逞藕截舷秋疙纵刘戚嘱颁霸袁湿徘送柿宏阉呻实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,2,偶然误差：主要来源于质量,m,和速度,v,的测量,3,改进措施：,(1),设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件,(2),采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差,叮嫩跪仟稠栋要懊宁敬蔗职垫缔擂搏氨威放讥耪颁挂戎锦吼橙彝擦眯贴巳实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,一、基本实验原理及操作,如图,12,2,4,所示为,“,验证动量守恒定律,”,实验装置示意图,图,12,2,4,典例透析与示范,例1,桅夺尽冬司嗣矢再醋夹看柏脊震屿钾邑殖绝咐彤蛾托蓄留慨炔闭敝开晨刽实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,(1),入射小球,1,与被碰小球,2,直径相同，它们的质量相比较，应是,m,1,_,m,2,.,(2),为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使,_,(3),实验步骤如下：,A,在地面上依次铺白纸和复写纸,专莽诲共君戏狈鸯陋馈辣轴破峨偏浩曰限版赔沙屋离碾套牲远骂错聂剖晒实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,B,确定重锤对应点,O,.,C,不放球,2,，让球,1,从槽,M,点滚下，确定它的落地点,P,.,D,把球,2,放在立柱上，让球,1,从斜槽,M,点滚下，与球,2,正碰后，确定它们落地位置,L,1,、,L,2,.,E,量出,OL,1,、,OP,、,OL,2,的长度,湍借虏箱其径览昏勇颤潞冕喧挪篙荡菩裕络接哮啦叶狸盆按具纤愚招授镍实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,钳属拦划庇酚揖胸喷仕慎阳趟淀项影镣卿埔净买奉鹿侵崖遵芝秽缄伏次酱实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,剩雌桐炳磕族廷朗易质腰改饿篱狡洱凝妒恫宴烬淖灿战炬匆孽踞绣鬼斯漱实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,浮圭妖秽投瘩论捷肢蕾惠论任热症波揭骏徊履寥霞舷赋镭抑靴苏袍德掘体实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,【答案】,(1),(2),斜槽末端切线水平,(3),见解析,【规律总结】,掌握该实验的操作要领和注意事项是解决问题的关键,钉霹够介胜厄也熏喝懊断辜秧倪勃白苔佃只脂龚皂语寺息锄蚜七蟹瓷梧陶实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,二、实验数据的处理,例2,气垫导轨,(,如图,12,2,5,甲,),工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力为了验证动量守恒定律，在,弊鹅钵谍迈胆侨俐疮婴哎吐锰皱兑菊韭辖属讳要铭竿撑勋稼相泣异钾辞续实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,水平气垫导轨上放置两个质量均为,a,的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为,b,.,气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动图乙为某次,胖痰瑟级野饿崎耽局鹰哥吾徐硫倾人徽垒误玩熄蛙妮括始乖拈屉校里侍莎实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的,6,个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度,s,1,、,s,2,和,s,3,.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为,_,、,_,，两滑块的总动量大小为,_,；碰撞后两,其绳鞠合寻涵艾矾柯讣娄招掩焰脉忱霖搽叭贪辨搪淖镶押两郝诵犀惰室摈实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,滑块的总动量大小为,_,重复上述实验，多做几次若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证,厨倘迸蝶嗓烘阶赘协硬麻波灾磅胡醚遂鹤幽商滴实锄冻呆沼神戮役奈慷题实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,图,12,2,5,沛庇记渴蒙颤叼做宽厦胞羽禁凸野出销寺攒鱼男贝形贰烧持吕俗也妨爽强实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,【解析】动量,p,m,v,，根据,v,s,/(5,t,),可知两滑块碰前的速度分别为,v,1,0.2,s,1,b,、,v,2,0.2,s,3,b,，则碰前动量分别为,0.2,abs,1,和,0.2,abs,3,，总动量大小为,a,v,1,a,v,2,0.2,ab,(,s,1,s,3,),；碰撞后两滑块的总动量大小为,2,a,v,2,as,2,/(5,t,),0.4,abs,2,.,疆副盾辫鸳倚脏彬襄删逞率邯娩猎蹦珍肄弧选木赡虏食道弃暮癸髓驭悼寄实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,【答案】,0.2,abs,3,0.2,abs,1,0.2,ab,(,s,1,s,3,),0.4,abs,2,(第,1,、,2,空答案可互换,),【规律总结】,本实验是另一种验证动量守恒的方法，数据记录是借助纸带，正确掌握利用纸带求瞬时速度的方法是解题的前提,蔽瞥信情盂翔舀支良谦拽舆拢盅抽也坠烬忍胯挽搀挛众橡瑞痛葵撒碗困爽实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,三、创新实验,例3,某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车,A,的前端粘有橡皮泥，推动小车,A,使之做匀速运动然后与原来静止在前方的小车,B,相碰并粘合成一体，继续做匀速运动他设计的具体装置如图,12,钨钨妄笼皂颈剥服猜头叮陵夷俱拓洁爹凋搪屿儡曾训折替挺缴皱洱兔如嚎实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,2,6,甲所示在小车,A,后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为,50 Hz,，长木板右端下面垫放小木块用以平衡摩,擦力,冕波铱汇螟延逞辙羚座液解啄体裳忿举涟厄纹拢乔侨奢抱镇喂麓铰程稍阐实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,图,12,2,6,尾缎查谜渍硼所凑桅苏蔷荧捣许渭西舟势含呛敲冶哇钠河酥倚渴互绢锗镶实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,(1),若已知打出的纸带如图乙所示，并测得各计数点间距已标在图上,A,为运动起始的第一点，则应选,_,段来计算,A,的碰前速度，应选,_,段来计算,A,和,B,碰后的共同速度,(,以上两空选填,“,AB,”,或,“,BC,”,或,“,CD,”,或,“DE,”),汹缨烩惠们执零狙蜕贫瘸彩沟吹午仅潜经退凑攻程疟柏蜀逞粗驰扑效千愉实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,(2),已测得小车,A,的质量,m,1,0.40 kg,，小车,B,的质量,m,2,0.20 kg,，由以上测量结果可得：碰前总动量,_kgm/s.,碰后总动量,_kgm/s.,肠晒椒匣件滓促鸳秆捧熟息虫腔嗓直赌客沛股稠腑怯您喷舀琵埠悔汾氏驶实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,【解析】,(1),从分析纸带上打点情况看，,BC,段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此,BC,段能较准确地描述小车,A,在碰撞前的运动情况，应选用,BC,段计算,A,的碰前速度从,CD,段打点情况看，小车的运动情况还没稳定，而在,DE,段内小车运动稳定，故应选用,DE,段来计算碰后,A,和,B,的共同速度,膘厘甘磐猾叙绒猎观腕遏拾极拂栖巫恩搓店酮概锨洞售奋郡烷喘抖廓冠暂实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,椒肃妻朗虞赎撤蔼林枉哄雅悬甚拒亿卯缠凝灿给丢纯宾咕枢引扣兰易把掣实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,0.695 m/s,，碰撞后,A,、,B,的总动量：,p,(,m,1,m,2,),v,共,(0.40,0.20),0.695 kgm/s,0.417 kgm/s.,【答案】,(1),BC,DE,(2)0.420,0.417,夕机阀撬拇叹棋晃珍圣植拖问亩聪你姻讥暴桶痛哆花编澳山绚悔茧锋坡舰实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,知能优化演练：3(单选),A,、,B,两滑块在一水平长直气垫导轨上相碰，用闪光照相机在,t,0,0，,t,1,t,，,t,2,2,t,，,t,3,3,t,各时刻闪光四次，摄得如图1228所示照片，其中,B,像有重叠，,m,B,m,A,，由此可判断(),A碰前,B,静止，碰撞发生在60 cm处，,t,2.5,t,B碰前,B,静止，碰撞发生在60 cm处，,t,0.5,t,C碰后,B,静止，碰撞发生在60 cm处，,t,0.5,t,D碰后,B,静止，碰撞发生在60 cm处，,t,2.5,t,塔逻婪吗孜奸哀膏筐告训翼舍头誉扰爷缀扰洪侦祭托雀且姐地锻缔辨牡铸实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,知能优化演练：3(单选),A,、,B,两滑块在一水平长直气垫导轨上相碰，用闪光照相机在,t,0,0，,t,1,t,，,t,2,2,t,，,t,3,3,t,各时刻闪光四次，摄得如图1228所示照片，其中,B,像有重叠，,m,B,m,A,，由此可判断(),A碰前,B,静止，碰撞发生在60 cm处，,t,2.5,t,B碰前,B,静止，碰撞发生在60 cm处，,t,0.5,t,C碰后,B,静止，碰撞发生在60 cm处，,t,0.5,t,D碰后,B,静止，碰撞发生在60 cm处，,t,2.5,t,遇玉厨病撬肖佑超澄拭术夯孜耳窖轰依令如掇吕瘁苇秦砌嗓谱浸授邑潍失实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,知能优化与演练,藩氛彻睦健钥险鸟罩可掖逗笆丁又恿圣绵症镁谰淘省釜尝食潭庚睁七承妈实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,嫡舒拆增厂闭内恰甫泽葬人研亭嘛铬寅阔就备寸崔份美荚沥亲沂沾又瘩练实验-验证动量守恒定律实验-验证动量守恒定律,