高考物理 實(shí)驗(yàn)十六驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律復(fù)習(xí)課件 滬科

實(shí)驗(yàn)十六驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

實(shí)驗(yàn)十六驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律過(guò)程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)典例精析知識(shí)要點(diǎn)歸納知能優(yōu)化演練實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．驗(yàn)證一維碰撞中的動(dòng)量守恒．2．探究一維彈性碰撞的特點(diǎn)．知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中，測(cè)出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速率v、v′，找出碰撞前的動(dòng)量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動(dòng)量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后動(dòng)量是否守恒．實(shí)驗(yàn)器材方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊(兩個(gè))、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥．方案二：帶細(xì)線的擺球(兩套)、鐵架臺(tái)、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等．方案三：光滑長(zhǎng)木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(chē)(兩個(gè))、天平、撞針、橡皮泥．方案四：斜槽,大小相等質(zhì)量不同的小鋼球兩個(gè)，重垂線一條，白紙,復(fù)寫(xiě)紙，天平一臺(tái)，刻度尺，圓規(guī)．一、實(shí)驗(yàn)步驟方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出滑塊質(zhì)量．2．安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌．3．實(shí)驗(yàn)：接通電源，利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測(cè)出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質(zhì)量；②改變滑塊的初速度大小和方向)．4．驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．過(guò)程分析導(dǎo)引方案二：利用等長(zhǎng)懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2.2．安裝：把兩個(gè)等大小球用等長(zhǎng)懸線懸掛起來(lái)．3．實(shí)驗(yàn)：一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下時(shí)它們相碰．4．測(cè)速度：可以測(cè)量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對(duì)應(yīng)小球的速度，測(cè)量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對(duì)應(yīng)小球的速度．5．改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．6．驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．方案三：在光滑桌面上兩車(chē)碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小車(chē)的質(zhì)量．2．安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑長(zhǎng)木板的一端，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車(chē)的后面，在兩小車(chē)的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥．3．實(shí)驗(yàn)：接通電源,讓小車(chē)A運(yùn)動(dòng),小車(chē)B靜止，兩車(chē)碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩小車(chē)連接成一體運(yùn)動(dòng)．方案四：利用等大小球做平拋運(yùn)動(dòng)完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1．先用天平測(cè)出小球質(zhì)量m1、m2.圖14－2－12．按圖14－2－1所示那樣安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，使槽的末端點(diǎn)切線水平，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置使兩小球碰時(shí)處于同一水平高度，且碰撞瞬間，入射小球與被碰小球的球心連線與軌道末端的切線平行，以確保正碰后的速度方向水平．3．在地上鋪一張白紙，在白紙上鋪放復(fù)寫(xiě)紙．4．在白紙上記下重垂線所指的位置O，它表示入射小球m1碰前的位置．5．先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度處滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)畫(huà)盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球發(fā)生碰撞前的落地點(diǎn)P.6．把被碰小球放在斜槽末端邊緣處，讓入射小球從同一高度滾下，使它發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟5求出入射小球落地點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置N.7．過(guò)O和N在紙上作一直線．8．用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度．把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的數(shù)值代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看是否成立．9．整理實(shí)驗(yàn)器材放回原處．二、數(shù)據(jù)處理1．無(wú)論用什么方法都要用天平測(cè)出兩物體的質(zhì)量．2．在不同的方案中求出物體作用前后的速度或用等效的物理量表示出來(lái)．3．最后求出作用前后的總動(dòng)量，然后驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒．三、誤差分析1．系統(tǒng)誤差：主要來(lái)源于裝置本身是否符合要求，即：(1)碰撞是否為一維碰撞．(2)實(shí)驗(yàn)是否滿(mǎn)足動(dòng)量守恒的條件，如氣墊導(dǎo)軌是否水平，兩球是否等大，長(zhǎng)木板實(shí)驗(yàn)是否平衡掉摩擦力．2．偶然誤差：主要來(lái)源于質(zhì)量m和速度v的測(cè)量．四、注意事項(xiàng)1．前提條件：碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”．2．方案提醒：(1)若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)，注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平．(2)若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)．(3)若利用長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長(zhǎng)木板下墊一小木片用以平衡摩擦力．(4)若利用斜槽小球碰撞應(yīng)注意：①斜槽末端的切線必須水平．②把被碰小球放在斜槽末端邊緣處．③入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放．④選質(zhì)量較大的小球作為入射小球．⑤實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變．3．探究結(jié)論：尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變．某同學(xué)在探究物體彈性碰撞的特點(diǎn)時(shí)，先提出了如下假設(shè)：①兩個(gè)物體碰撞前后各自的質(zhì)量與自己的速度的乘積之和是不變的；②兩個(gè)物體碰撞前后各自的質(zhì)量與自己速度的二次方的乘積之和是不變的.為了驗(yàn)證這個(gè)假設(shè),該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖14－2－2所示的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)典例精析題型一探究實(shí)驗(yàn)例1圖14－2－2先將彈性小球a從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開(kāi)始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣尺寸大小的彈性小球b放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止，讓小球a仍從原固定點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾下,和小球b相碰后，兩小球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次．(1)在安裝斜槽軌道時(shí)，要注意_________．選擇彈性小球a、b時(shí)，小球a、b的質(zhì)量ma、mb應(yīng)該滿(mǎn)足關(guān)系：ma________mb(填“>”、“＝”或“<”)，理由是____________________．(2)本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有(

)A．斜槽軌道末端到水平地面的高度HB．小球a、b的質(zhì)量ma、mbC．小球a、b的半徑rD．小球a、b離開(kāi)斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間tE．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離sOA、sOB、sOCF．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(3)圖14－2－3為測(cè)定未放被碰小球時(shí),小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻線與記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，圖14－2－3中給出了小球a落點(diǎn)附近的情況，由圖可得OB距離應(yīng)為_(kāi)_______cm.(4)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，如果滿(mǎn)足等式________，那么我們認(rèn)為在碰撞中系統(tǒng)的動(dòng)量是不變的．【解析】

(1)要保證小球離開(kāi)斜槽時(shí)速度是水平方向的，滿(mǎn)足小球做平拋運(yùn)動(dòng)，因而要調(diào)整斜槽末端水平，使小球能從水平方向飛出．碰撞后為了能使小球繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，小球a、b的質(zhì)量ma、mb應(yīng)該滿(mǎn)足關(guān)系：ma>mb.只有這樣才能防止入射的小球反彈回去．(2)為了求出動(dòng)量之間的關(guān)系，需要知道兩球的質(zhì)量及它們的水平速度，而由于平拋運(yùn)動(dòng)的豎直方向高度相同，小球在空中飛行的時(shí)間相同，故可測(cè)量它們水平方向的距離來(lái)比較速度的大小．答案為B、E.如圖14－2－4所示，氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來(lái)探究碰撞中的不變量，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì))，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：題型二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例2圖14－2－4a．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB.b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平．c．在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷(xiāo)鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上．d．用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1.e．按下電鈕放開(kāi)卡銷(xiāo),同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1

和t2.(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是________________．(2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出關(guān)系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和，上式中算得的A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是________________．(3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大??？如能，請(qǐng)寫(xiě)出表達(dá)式．【答案】見(jiàn)解析9、靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。。2022/10/162022/10/16Sunday,October16,202210、雨中黃葉樹(shù)，燈下白頭人。。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/20221:51:13AM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見(jiàn)頻。。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday,October16,202213、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)，相悲各問(wèn)年。。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青山。。16十月20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。。。十月222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。。2022/10/162022/10/1616October202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒(méi)有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday,October16,202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒(méi)有。。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/20221:51:13AM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿(mǎn)，留一份不足，可得無(wú)限完美。。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday,October16,202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16十月20222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門(mén)九派通。。。十月222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。。2022/10/162022/10/1616October202217、空山新雨后，天氣晚來(lái)秋。。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2022/10/162022/10/16Sunday,October16,202210、閱讀一切好書(shū)如同和過(guò)去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/20221:51:13AM11、越是沒(méi)有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、越是無(wú)能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday,October16,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16十月20222022/10/162022/10/162022/10/1615、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過(guò)于提升自我。。十月222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2