高考物理一轮复习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

试验七
验证动量守恒定律【试验目标】
验证一维碰撞中动量守恒定律。【试验原理】
在一维碰撞中,测出相碰两物体质量m1、m2和碰撞前、后物体速度v1、v2、v′1、v′2,算出碰撞前动量p=m1v1+m2v2及碰撞后动量p′=m1v1′+m2v2′,看碰撞前、后动量是否相等。【试验器材】
方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞试验
气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。方案二:利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞试验
光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。
方案三:利用斜槽滚球完成一维碰撞试验
斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。【试验过程】
方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞试验
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,如图所表示。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(①改变滑块质量;
②改变滑块初速度大小和方向)。
4.验证:一维碰撞中动量守恒。方案二:利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞试验
1.测质量:用天平测出两小车质量。
2.安装:将打点计时器固定在光滑长木板一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车后面,在两小车碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,如图所表示。3.试验:接通电源,让小车A运动,小车B静止,两车碰撞
时撞针插入橡皮泥中,把两小车连接成一个整体运动。
4.测速度:经过纸带上两计数点间距离及时间,由
v=算出速度。
5.改变条件:改变碰撞条件,重复试验。
6.验证:一维碰撞中动量守恒。方案三:利用斜槽滚球完成一维碰撞试验
1.测质量:用天平测出两小球质量,并选定质量大小球为入射小球。2.安装:按照如图所表示安装试验装置。调整固定斜槽使斜槽底端水平。3.铺纸: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.放球找点:不放被撞小球,每次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全部小球落点圈在里面。圆心P就是小球落点平均位置。5.碰撞找点:把被撞小球放在斜槽末端,每次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。如图所表示。6.验证: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m1·OP=m1·OM+m2·ON,看在误差允许范围内是否成立。
7.整理:将试验器材放回原处。【数据处理】
方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞试验
1.滑块速度测量:v=,式中Δx为滑块挡光片宽度(仪器说明书上给出,也可直接测量),Δt为数字计时器显示滑块(挡光片)经过光电门时间。
2.验证表示式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。方案二:利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞试验
1.小车速度测量:v=,式中Δx是纸带上两计数点间距离,可用刻度尺测量,Δt为小车经过Δx时间,可由打点间隔算出。2.验证表示式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
方案三:利用斜槽滚球完成一维碰撞试验
验证表示式:m1·OP=m1·OM+m2·ON。【误差分析】
1.系统误差:主要起源于装置本身是否符合要求。
(1)碰撞是否为一维。
(2)试验是否满足动量守恒条件,如气垫导轨是否水平,用长木板试验时是否平衡掉摩擦力,两球是否等大。2.偶然误差:主要起源于质量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)测量。【注意事项】
1.前提条件:碰撞两物体应确保“水平”和“正碰”。
2.方案提醒:
(1)若利用气垫导轨进行验证,调整气垫导轨时,应注意利用水平仪确保导轨水平。
(2)若利用两小车相碰进行验证,要注意平衡摩擦力。(3)若利用平抛运动规律进行验证:
①斜槽末端切线必须水平;
②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放;
③选质量较大小球作为入射小球;
④试验过程中试验桌、斜槽、统计白纸位置要一直保持不变。3.探究结论:寻找不变量必须在各种碰撞情况下都不变。热点一试验原理与操作考查
【典例1】(·和平区模拟)在“验证动量守恒定律”试验中,普通采取如图所表示装置: 导学号04450144(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则。
A.m1>m2,r1>r2B.m1>m2,r1<r2
C.m1>m2,r1=r2 D.m1<m2,r1=r2(2)(多项选择)以下所提供测量工具中必需是__。
A.刻度尺 B.游标卡尺
C.天平 D.弹簧测力计 E.秒表(3)(多项选择)在做试验时,对试验要求,以下说法正确是。
A.斜槽轨道必须是光滑
B.斜槽轨道末端切线是水平
C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D.释放点越高,两球碰后水平位移越大,水平位