2017-2018学年同步备课套餐之物理教科版选修3-5讲义：第1章+碰撞与动量守恒+实验+word版

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1、实验验证动量守恒定律［学习日标］1.掌握验证动量守恒定律的方法和基本思路2掌握直线运动物体速度的测量方法.新知探究点点落实知识探究一、实验目的验证碰撞小的动量守恒定律.二、实验原理为了使问题简化，这里研究两个物体的碰撞，且碰撞前两物体沿同一直线运动，碰撞后仍沿这一直线运动.设两个物体的质量分别为加、加2,碰撞前的速度分别为可、5碰撞后的速度分别为0’、P2Z，如果速度与我们规定的正方向相同取正值，相反取负值.根据实验求出两物体碰前动量〃=〃申］+加2°2，碰后动量=mV+m2v2,，看P与p‘

2、是否相等，从而验证动量守恒定律.三、实验设计实验设计需要考虑的问题：(1)如何保证碰撞前后两物体速度在一条直线上.(2)如何测定质量和速度.①测量质量用天平.②测定碰撞前后的速度，这是实验成功的关键.四、实验案例气垫导轨上的实验器材：气垫导轨、气泵、光电计时器、天平等.气垫导轨装置如图1所示，由导轨、滑块、挡光片、光电门等组成，在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔屮喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上(如图2所示，图中气垫层的厚度放大了很多倍)

3、，这样大大减小了由摩擦产生的影响.輕寸架尖电门R蠶.小弹射架导轨标尺图1滑块气垫导轨图2设心为滑块上挡光片的宽度，&为数字计时器显示的滑块上挡光片经过光电门的时间，则e五、实验步骤1.调节气垫导轨，使其水平.是否水平可按如下方法检查：打开气泵后，导轨上的滑块应该能保持静止.2.按说明书连接好数字计时器与光电门.3.如图3所示，把中间夹有弯形弹簧片的两滑块置于光电门中间保持静止，烧断拴弹簧片的细线，测出两滑块的质量和速度，将实验结果记入设计好的表格中.4.如图4所示，在滑块上安装好弹性碰撞架.将两滑

4、块从左、右以适当的速度经过光电门后在两光电门中I'可发生碰撞，碰撞后分别沿各自碰撞前相反的方向运动再次经过光电门，光电计时器分别测出两滑块碰撞前后的速度.测出它们的质量后，将实验结果记入相应表格中.5.如图5所示，在滑块上安装好撞针及椽皮泥，将装有椽皮泥的滑块停在两光电门之间，装有撞针的滑块从一侧经过光电门后两滑块碰撞，一起运动经过另一光电门，测出两滑块的质量和速度，将实验结果记入相应表格中.6.根据上述各次碰撞的实验数据验证碰撞前后的动量是否守恒.实验数据记录表碰撞（烧断）前碰撞（烧断）后质量加

5、（kg）加2mmi速度r(nrs_1)s'“2，恥(kgms)mV}+m2V2mO'+加2©'结论实验结论：碰撞前后两滑块的动量守恒.题型探究【例1】某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞屮动量变化的规律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使Z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6所示.在小车4后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.7怕打点计时器长木板小车橡皮帖®.ar,]_小

6、木片(1)若已得到打点纸带如图7所示，测得的各计数点间的距离已标在图上，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“他”“BC”“CD”或“DE”)・A~~BCDE~芒三…・・.「・・.匚三1&4010.5()9.()86.95(cm)图7⑵己测得小车A的质量也=0.40kg,小车3的质量加b=0.20kg,由以上的测量结果可得：碰前两小车的总动量为kgm/s,碰后两小车的总动量为kg'm/s.答案⑴BCDE(2)0.4200.417解析⑴因

7、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BC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人的速度和碰后小车4和小车B的共同速度.(2)碰前小车速度xRC10.50><10一20.02X5m/s=1.05m/s其动量pA=mAvA=0A0X1.05kg-m/s=0.420kg-m/s碰后小车力和小车B的共同速度Xde6.95X10"2■―,0ab=~^=002x5时s=0.695m/s碰后总动量內b=(®+心)0ab=(°・4O+O・2O)XO・695kg-m/

8、s=0.417kg-m/s【例2】某同学用图8甲所示的装置通过半径相同的A.B两球的碰撞来验证动暈守恒定律.图屮SQ是斜槽，0/?为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置Gl+l静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上留卜•痕迹.再把B球放在水平槽上靠近末端的地方，让A球仍从位置G由静止滚下，和B球碰撞后，A、3两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置，且平行于G、R.O所在