探究与实验探究碰撞中的动量守恒定律.docx

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1、第4讲探究与实验探究碰撞中的动量守恒定律★一、考情直播1．考纲解读考纲能力要求考向定位内容理解实验原理及验证动量守恒定律是力学中较为复杂的一个实验，实验中操作注意事项的等效替代思想、两球碰撞的条件、仪器装置的要求、平验证动量理解用测量水平均位置的处理等都是我们复习的重点．本实验是个验证性守恒定律位移代替测量水实验，在复习是要注意实验的条件、验证方法和数据处理；平速度的原理同时更要注意实验的设计思想并能有机延伸拓展．2．考点整合考点一实验基本考查（1）．实验目的：验证动量守恒定律．（2）．实验原理①质量分别为m1和m2的两小球发生正碰，若碰前m1运动，m2静

2、止，根据动量守恒定律应有：m1v1m1v1'm2v2'②若能测出m1、m2及v1、v1'和v2'代入上式，就可验证碰撞中动量是否守恒．③m1、m2用天平测出，v1、v1'、v2'用小球碰撞前后运动的水平距离代替．(让各小球在同一高度做平抛运动．其水平速度等于水平位移和运动时间的比，而各小球运动时间相同，则它们的水平位移之比等于它们的水平速度之比)则动量守恒时有：m1OPm1OMm2O'N．(见实验图6-4-1)（3）．实验器材图6-4-1重锤线一条，大小相等、质量不同的小球两个，斜槽，白纸，复写纸，刻度尺，天平一台(附砝码)，圆规一个．（4）．实验步骤①先

3、用天平测出小球质量m1、m2．②按要求安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，把被碰小球放在斜槽前边的小支柱上，调节实验装置使两小球碰撞时处于同一水平高度，确保碰后的速度方向水平．③在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸．④在白纸上记下重垂线所指的位置O，它表示入射小球m1碰前的球心位置．⑤先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度处滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射小球不碰时的落地点平均位置P．⑥把被碰小球放在小支柱上，让入射小球从同一高度滚下，使它们发生正碰，重复10次，仿步骤(5)求出入射小球落点

4、的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N．⑦过O、N在纸上作一直线，取OO′＝2r，O′就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置．⑧用刻度尺量出线段OM、OP、O′N的长度，把两小球的质量和相应的水平位移数值代入m1OPm1OMm2O'N看是否成立．⑨整理实验器材放回原处．5．注意事项①斜槽末端必须水平．②调节小支柱高度使入射小球和被碰小球球心处于使其等于小球直径．③入射小球每次都必须从斜槽上同一高度滚下．④白纸铺好后不能移动．同一高度；调节小支柱与槽口间距离⑤入射小球的质量应大于被碰小球的质量，且r1r2r．【例1】应用以下两图6-4-2中的装置

5、都可以验证动量守恒定律，试比较两个装置的异同点．图6-4-2图6-4-2【解析】如图甲乙都可以验证动量守恒定律，但乙图去掉支柱，所以有异同点如下：共同点：入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下以保证小球在碰撞前速度相等；被碰小球的质量必须小于入射小球的质量，以保证它们碰撞后都向前做平抛运动；用直尺测水平位移；天平测质量；在实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变，式中相同的量要取相同的单位．区别点：图甲中入射小球飞出的水平距离应从斜槽的末端点在纸上的垂直投影点O算起（如图甲所示），而被碰小球飞出的水平距离应从它的球心在纸上垂直投影

6、O′算起，所以要测小球的直径，验证的公式是mAOPmAOMmBON【例2】某同学用实验图6-4-3所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某—固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B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，实验图1-2中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点．B球落点痕迹如实验图6-4-4所

7、示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐．(1)碰撞后B球的水平射程应取为__________cm．(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：________(填选项号)．A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C．测量A球或B球的直径D．测量A球和B球的质量(或两球质量之比)E．测量G点相对水平槽面的高度图6-4-3图6-4-4【解析】(1)将10个点圈在内的最小圆的圆心作为平均落点，可由刻度尺测得碰撞后B球的水平射程为64.7cm，因最后一位数字为

8、估计值，所以允许误差±0.1cm，因此64.6cm和64.8cm也