2018年版高考物理一輪總復習課件實驗7驗證動量守恒定律

2018年版高考物理一輪總復習課件實驗7驗證動量守恒定律第一頁，共36頁。2018高三一輪總復習物理提高效率

·創(chuàng)造未來·鑄就輝煌第二頁，共36頁。必考部分力學/1-7章第七章碰撞與動量守恒實驗7驗證功量守恒定律第三頁，共36頁。欄目導航123抓知識點抓重難點課時跟蹤檢測第四頁，共36頁。抓知識點用心研讀領悟細微深處1第五頁，共36頁。一、實驗目的驗證動量守恒定律．二、實驗原理在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v′，找出碰撞前的動量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后動量是否守恒．三、實驗器材方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧計、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等．方案二：帶細線的擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布等．方案三：光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥．方案四：斜槽、小球(兩個)、天平、復寫紙、白紙等．第六頁，共36頁。四、實驗步驟方案一：利用氣墊導軌完成一維碰撞實驗(如下圖所示)1．測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量．2．安裝：正確安裝好氣墊導軌．3．實驗：接通電源，利用配套的光電計時裝置測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．驗證：一維碰撞中的動量守恒．第七頁，共36頁。方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實驗(如右圖)1．測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量m1、m2.2．安裝：把兩個等大小球用等長懸線懸掛起來．3．實驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時它們相碰．4．測速度：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應小球的速度．5．改變條件：改變碰撞條件，重復實驗．6．驗證：一維碰撞中的動量守恒．第八頁，共36頁。方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實驗(如下圖)第九頁，共36頁。方案四：利用斜槽上滾下的小球驗證動量守恒定律(如下圖所示)第十頁，共36頁。1．測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球為入射小球．2．安裝：按照上圖所示安裝實驗裝置．調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平．3．鋪紙：白紙在下，復寫紙在上且在適當位置鋪放好．記下重垂線所指的位置O.4．放球找點：不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復10次．用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點圈在里面．圓心P就是小球落點的平均位置．第十一頁，共36頁。5．碰撞找點：把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復實驗10次．用步驟4的方法，標出碰后入射小球落點的平均位置M和被撞小球落點的平均位置N.如下圖所示．6．驗證：連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度．將測量數(shù)據(jù)填入表中．最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立．7．結(jié)束：整理好實驗器材放回原處．第十二頁，共36頁。第十三頁，共36頁。2．驗證的表達式方案一、二、三：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.方案四：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.六、注意事項1．前提條件碰撞的兩物體應保證“水平”和“正碰”．2．方案提醒(1)若利用氣墊導軌進行實驗，調(diào)整氣墊導軌時，注意利用水平儀確保導軌水平．(2)若利用擺球進行實驗，兩小球靜放時球心應在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應在同一豎直面內(nèi)．第十四頁，共36頁。(3)若利用長木板進行實驗，可在長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注意：①斜槽末端的切線必須水平；②入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放；③選質(zhì)量較大的小球作為入射小球；④實驗過程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變．第十五頁，共36頁。抓重難點動手演練掌握提分技巧2第十六頁，共36頁。重難點1實驗原理與實驗操作

某同學用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗．先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端上，讓a球仍從固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次．例1第十七頁，共36頁。(1)本實驗必須測量的物理量有________．A．斜槽軌道末端距水平地面的高度HB．小球a、b的質(zhì)量ma、mbC．小球a、b的半徑rD．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間tE．記錄紙上O點到A、B、C各點的距離、、F．a(chǎn)球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(2)放上被碰小球b，兩球(ma>mb)相碰后，小球a、b的落地點依次是圖中水平面上的________點和________點．(3)某同學在做實驗時，測量了過程中的各個物理量，利用上述數(shù)據(jù)驗證碰撞中的動量守恒，那么判斷的依據(jù)是看________和________在誤差允許范圍內(nèi)是否相等．第十八頁，共36頁。第十九頁，共36頁。第二十頁，共36頁。

(多選)如圖在利用懸線懸掛等大小球進行驗證動量守恒定律的實驗中，下列說法正確的是(

)A．懸掛兩球的線長度要適當，且等長B．由靜止釋放小球以便較準確地計算小球碰前的速度C．兩小球必須都是剛性球，且質(zhì)量相同D．兩小球碰后可以粘合在一起共同運動例2第二十一頁，共36頁。

氣墊導軌是一種常用的實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如下圖所示(彈簧的長度忽略不計)，實驗步驟如下：a．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mBb．調(diào)整氣墊導軌，使導軌處于水平c．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，由電動卡鎖鎖定，靜止放置在氣墊導軌上例3第二十二頁，共36頁。d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1e．按下電鈕放開卡鎖，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作．當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2(1)實驗中還應測量的物理量是____________________．(2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是____________________，上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是____________________(寫出一條即可)．第二十三頁，共36頁。重難點2實驗數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)利用下圖(a)所示的裝置驗證動量守恒定律，在圖(a)中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間．實驗測得滑塊A的質(zhì)量m1＝0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m2＝0.108kg，遮光片的寬度d＝1.00cm；打點計時器所用交流電的頻率f＝50.0Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰，碰后光電計時器顯示的時間為ΔtB＝3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示．例4第二十四頁，共36頁。第二十五頁，共36頁。第二十六頁，共36頁。第二十七頁，共36頁。

某同學設計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動．他設計的裝置如下圖甲所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz，長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力．例5第二十八頁，共36頁。(1)若已測得打點紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點間距(已標在圖上)．A為運動的起點，則應選________段來計算A碰前的速度，應選________段來計算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)．(2)已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.4kg，小車B的質(zhì)量為m2＝0.2kg，則碰前兩小車的總動量為________kg·m/s，碰后兩小車的總動量為________kg·m/s.【解析】

(1)從分析紙帶上打點的情況看，BC段既表示小車做勻速運動，又表示小車有較大速度，因此BC段能較準確地描述小車A在碰撞前的運動情況，應選用BC段計算小車A碰前的速度．從CD段打點的情況看，小車的運動情況還沒穩(wěn)定，而在DE段內(nèi)小車運動穩(wěn)定，故應選用DE段計算A和B碰后的共同速度．第二十九頁，共36頁。第三十頁，共36頁。重難點3實驗拓展與創(chuàng)新

如右圖是用來驗證動量守恒的實驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子的邊緣有一豎直立柱．實驗時，調(diào)節(jié)懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高．將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上．釋放球1，當它擺到懸點正下方時與球2發(fā)生對心碰撞，碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點，測出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒．現(xiàn)已測出A點離水平桌面的距離為a、B點離水平桌面的距離為b、C點與桌子邊沿間的水平距離為c.此外：例6第三十一頁，共36頁。(1)還需要測量的量是______________、______________和______________．(2)根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該實驗中動量守恒的表達式為______________________(忽略小球的大小)．

第三十二頁，共36頁。第三十三頁，共36頁。

在驗證動量守恒定律的實驗中，某同學用如下圖所示的裝置進行如下的實驗操作：①先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面釘上白紙和復寫紙，并將該木板豎直立于槽口處．使小球a從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡O；②將木板向遠離槽口平移一段距離，再使小球a從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板上得到痕跡B；例7第三十四頁，共36頁。③然后把半徑相同的小球b靜止放在斜槽水平末端，小球a仍從原來擋板處由靜止釋放，與小球b相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡A和C；④用天平測量a、b的質(zhì)量