（江苏专用）2020版高考物理总复习第十一章动量守恒定律实验十验证动量守恒定律教案

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1、实验十　验证动量守恒定律方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(如图1所示)图11.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(①改变滑块的质量。②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：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(如图2所示)图21.测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。2.安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。3.实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。4.测速度：可以测量小球被拉起的角度，从

2、而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。5.改变条件：改变碰撞条件，重复实验。6.验证：一维碰撞中的动量守恒。方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(如图3所示)图31.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：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，把两小车连接成一体运动。4.测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v＝算出速度。5.改变条件：改变碰撞条

3、件，重复实验。6.验证：一维碰撞中的动量守恒。方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(如图4所示)图41.测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球。2.安装：按照图4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.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

4、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5所示。图5误差分析(1)系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求。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等。(2)偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量。注意事项(1)碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。(2)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平。(3)若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内。(

5、4)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一个小木片以平衡摩擦力。(5)若利用斜槽进行实验，入射球质量m1要大于被碰球质量m2，即m1>m2，防止碰后m1被反弹，且两球半径r1＝r2＝r。热点一　实验原理与实验操作【例1】　(2019·兴化五校联考)如图6为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。(1)(多选)在验证动量守恒定律的实验中，必须要求的条件是：________。A.轨道是光滑的B.轨道末端的切线是水平的C.碰撞的瞬间m1和m2球心连线与轨道末端的切线平行D.每次m1都要从同一高度静止滚下(2)入射小球m1与被碰小球m2直径相同，它们的质量相

6、比较，应是m1________m2。(3)(多选)实验时，小球的落点分别如图7的M、N、P点，应该比较下列哪两组数值在误差范围内相等，从而验证动量守恒定律：________。A.m1·B.m1·C.m1·D.m1·＋m2·E.m1·＋m2·F.m1·＋m2·(4)在做此实验时，若某次实验得出小球的落点情况如图7所示。假设碰撞中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比m1∶m2＝________。解析　(1)“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A项

7、错误；要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B项正确；为保证两球发生对心正碰，碰撞后小球做平抛运动，碰撞的瞬间m1和m2球心连线与轨道末端的切线平行，故C项正确；要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D项正确。(2)为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即m1大于m2。(3)两球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则m1v1＝m1v1′＋m2v2′，两边同时乘以t得m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t，m1＝m1＋m2，因此比较

8、A、D两组数值在误差范围内相等，从而验证动量守恒定律。(4)由(3)可知，如果两球碰撞过程动量守恒，则：m1＝m1＋m2，代入数据求得m