2021高考物理一轮复习第6章碰撞与动量守恒实验七：验证动量守恒定律教案20210322294.doc

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1、高考实验七：　验证动量守恒定律●实验目的：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＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒。●实验方案方案一　利用气垫导轨完成一维碰撞实验[实验器材]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、游标卡尺等。[实验步骤]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．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

2、(①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向)。[数据处理]1．滑块速度的测量：v＝，式中Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。方案二　利用等长摆球完成一维碰撞实验[实验器材]带细线的摆球(两套，等大不等重)、铁架台、天平、量角器、刻度尺、游标卡尺、胶布等。-16-/16高考[实验步骤]1．测质量和直径：用天平测出小球的质量m1、m2，用游标卡尺测出小球的直径d。2．安装：把小球用等长悬线悬挂起来，并用刻度尺

3、测量悬线长度l。3．实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。4．测角度：用量角器测量小球被拉起的角度和碰撞后两小球摆起的角度。5．改变条件重复实验：①改变小球被拉起的角度；②改变摆长。[数据处理]1．摆球速度的测量：v＝，式中h为小球释放时(或碰撞后摆起)的高度，h可由摆角和摆长计算出。2．验证的表达式：m1v1＝m1v1′＋m2v2′。方案三　利用两辆小车完成一维碰撞实验[实验器材]光滑长木板、打点计时器，纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等。[实验步骤]1．测质量：用天平测出两小车的质量。2．安装：将打点计时器固定在光

4、滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，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。3．实验：小车B静止，接通电源，让小车A运动，碰撞时撞针插入橡皮泥中，两小车连接成一个整体运动。4．改变条件重复实验：①改变小车A的初速度，②改变两小车的质量。-16-/16高考[数据处理]1．小车速度的测量：通过纸带上两计数点间的距离及时间，由v＝计算。2．验证的表达式：m1v1＝(m1＋m2)v2。方案四　利用斜槽滚球验证动量守恒定律[实验器材]斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、圆规、刻度尺等。[实验步骤]1．测质量，用天平测出两小球的质量，并选

5、定质量大的小球为入射小球。2.安装：按照如图所示安装实验装置。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。记下重垂线所指的位置O。4．单球找点：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。用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。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，重复实验10次。用步骤4的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N，如图所示。改变入射小球的释放高度，重复实验。[

6、数据处理]1．小球水平射程的测量：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度。2．验证的表达式：m1·＝m1·＋m2·。-16-/16高考●误差分析1．系统误差：主要来源于实验器材及实验操作等。(1)碰撞是否为一维。(2)气垫导轨是否完全水平，摆球受到空气阻力，小车受到长木板的摩擦力，入射小球的释放高度存在差异。2．偶然误差：主要来源于质量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的测量。●注意事项1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。2．方案提醒(1)若利用气垫导轨进行验证，给滑块的初速度应沿着导轨的方向。(2)若利用摆球进行验证，实验

7、前两摆球应刚好接触且球心在同一水平线上，将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直面内。(3)若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力。(4)若利用平抛运动规律进行验证，安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜槽末端水平，且选质量较大的小球为入射小球。考点一　教材原型实验　实验原理及操作(2020·某某一模)某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端上，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录

8、纸的不同位置处，重复10次。-16-/16高考(1)本实验必须测量的物理量有________。A．斜槽轨道末端到水平地面的高度HB．小球