高二物理下学期第8周实验：验证动量守恒定律习题课导学案

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1、高二物理备课组第8周集体备课材料课时计划第1节课实验：验证动量守恒定律习题课第2节课第一节光电效应、第二节光子第3节课光电效应、光子习题课第4节课光的波粒二象性导学案、课件、教学设计实验：验证动量守恒定律习题课例1　为了探究物体碰撞时动量变化的规律，实验最好在气垫导轨上进行，这样就可以大大减小阻力，使滑块在碰撞后的运动可以看成是匀速运动，使实验的可靠性及准确度得以提高．在某次实验中，A、B两铝制滑块在一水平长气垫导轨上相碰，用频闪摄像的方法每隔0.4秒的时间拍摄一次照片，每次拍摄时闪光的延续时间很短，可以忽略不计，如图6所示，已知A、B之间的

2、质量关系是mB＝1.5mA，拍摄共进行了4次，第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后，滑块A原来处于静止状态，设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10cm至105cm这段范围内运动(以滑块以上的箭头位置为准)，试根据闪光照片求出：图6(1)A、B两滑块碰撞前后的速度各为多少？(2)根据闪光照片分析说明两滑块碰撞前后两个物体的总动量是否不变．解析　(1)分析题图可知碰撞后从发生碰撞到第二次拍摄照片，A运动的时间是t1＝＝s＝0.2s，由此可知：从第一次拍摄照片到发生碰撞的时间为t2＝(0.4－0.2)s＝0.2s，则碰撞前B物体

3、的速度为vB＝＝m/s＝1.0m/s，由题意得vA＝0.(2)碰撞前：mAvA＋mBvB＝1.5mA，碰撞后：mAvA′＋mBvB′＝0.75mA＋0.75mA＝1.5mA，所以mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′，即碰撞前后两个物体总动量不变．二、利用光滑水平面结合打点计时器的测量例2　某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中动量的变化规律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图7所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源

4、频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．图7(1)若已得到打点纸带如图8所示，并测得各计数点间距离标在图上，A为运动起始的第一点．则应选________段来计算小车A的碰前速度，应选______段来计算小车A和小车B碰后的共同速度(填“AB”“BC”“CD”或“DE”)．图8(2)已测得小车A的质量mA＝0.40kg，小车B的质量mB＝0.20kg，由以上的测量结果可得：碰前两小车的总动量为______kg·m/s，碰后两小车的总动量为______kg·m/s.解析　(1)因小车做匀速运动，应取纸带上打点均匀的一段来计算速度，碰前B

5、C段点距相等，碰后DE段点距相等，故取BC段、DE段分别计算碰前小车A的速度和碰后小车A和小车B的共同速度．(2)碰前小车速度vA＝＝m/s＝1.05m/s其动量pA＝mAvA＝0.40×1.05kg·m/s＝0.420kg·m/s碰后小车A和小车B的共同速度vAB＝＝m/s＝0.695m/s碰后总动量pAB＝(mA＋mB)vAB＝(0.40＋0.20)×0.695kg·m/s＝0.417kg·m/s从上面计算可知：在实验误差允许的范围内碰撞前后总动量不变．答案　(1)BC　DE　(2)0.420　0.417点拨　(1)实验前要把木板的一端垫

6、起，以平衡摩擦力．(2)此实验关键是求小车的速度，而小车碰撞前后的速度是利用纸带上匀速运动过程打下的点求解，为了减小测量的相对误差，应多测几个间距来求速度．[概念规律题组]1．(双选)若用打点计时器做探究碰撞中的不变量的实验，下列操作正确的是(　　)A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘合在一起C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源答案　BC2．图1中，设挡光条宽度为3cm，两滑块碰撞后

7、，左侧滑块通过左侧光电计时装置时记录时间为3×10－1s，而右侧滑块通过右侧光电计时装置时记录时间为2×10－1s，则两滑块碰撞后的速度大小分别是________、________.图1答案　0.1m/s　0.15m/s3.图2某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，如图2所示，将这一系统置于光滑水平桌面上．烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证两木块相互作用的过程中动量是否守恒．(1)该同学还须具备的器材是______________；(2)需要直接测量的数据是______________；(3)用所得数

8、据验证动量守恒的关系式是________．答案　(1)刻度尺、天平　(2)两木块质量m1、m2及其平抛运动的水平位移s1、s2　(3)m1s1＝m2s2解析　(1)