【立体设计】2012高考物理 第15章 第2讲 实验 验证动量守恒定律知识研习 新人教版选修3-5.ppt

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1、1．实验目的(1)验证一维碰撞中的动量守恒．(2)探究一维弹性碰撞的特点．2．实验原理在一维碰撞中，测出物体的和碰撞前、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．质量m3．实验器材除了利用斜槽进行碰撞实验外，还有另外几种方案：方案一：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：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等．方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡

2、皮泥．(即时巩固解析为教师用书独有)考点实验过程1．实验步骤方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验．(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．(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．(1)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，放下后它们相碰．(4)测速度：可以测

3、量小球被拉起的角度，从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．(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．2．注意事项(1)前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”．

4、(2)方案提醒：①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．②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面内．③若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力．(3)探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变．3．本实验中的误差分析(1)系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：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，两球是否等大，长木板实验是否平衡了摩擦力．(2)偶然误差：主要来源于质量m和速度

5、v的测量．改进措施：①设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件．②采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差．【案例】某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，先将球a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．再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平段的最右端处静止，让球a仍从原固定点由静止开始滚下，且与球b相碰，碰后两球分别落在记录纸的不同位置，重复10次．(本实验中的斜槽轨道摩擦可以忽略不计)(1)本实验必须测量的物理量_________________________________

6、_______________________________________．(填选项前的字母)A．小球a、b的质量ma、mbB．小球a、b的半径rC．斜槽轨道末端到水平地面的高度HD．球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差hE．小球a、b离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间(2)放上被碰小球b，两球(ma＞mb)相碰后，小球a、b的平均落点位置依次是题图中的______点和______点．(3)某同学在做该实验时，不小心把a、b两小球位置换了，即把质量较大的a球(质量为ma)当成了被碰球，把质量较小的b球(质量为mb)当成了入射球，结果b球单

7、独滚下时平均落点为C点，而b球与a球相撞后b球和a球的平均落点分别为A点和B点(如图所示)．【解析】解答本题应明确实验原理，从而确定必测物理量及检验公式，同时注意各小球对应的落地位置．故可得以上各空的答案．