2017年高考一轮 14.4《实验 验证动量守恒定律》ppt课件

2017年高考一轮 14.4《实验 验证动量守恒定律》ppt课件内容摘要：

1、课标版 物理 第 4讲 实验 _验证动量守恒定律 实验目的 实验原理 在一维碰撞中 ,测出相碰的两物体的质量 两物体的速 度 找出碰撞前的动量 p=p=m 2看碰撞前、后动量是否守恒。 实验器材 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。 教材研读 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 皮泥。 方案四 斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复 写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。 实验步骤 方案一 利用气垫导 2、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 (改变滑块的质量 ;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 利用等长悬线悬挂大小相等的小球完成一维碰撞实验 (1)测质量 :用天平分别测出两小球的质量 (2)安装 :把两个大小相等的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 , 3、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 在光滑长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验 (1)测质量 :用天平分别测出两小车的质量。 (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 小车 两车碰撞时撞针插入橡皮泥中 , 把两小车连接成一体继续向前运动。 (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 :改变碰撞条件 ,重复实验。 (6)验证 :一维碰撞中的动量守恒。 4、 方案四 利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验 (1)先用天平测出小球质量 (2)按图中那样安装好实验装置 ,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 ,且碰撞瞬间 ,入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切 线平行 ,以确保正碰后的速度方向水平。 (3)在地面上铺一张白纸 ,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 (5)先不放被碰小球 ,让入射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撞 时的落地点 P 5、。 (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找出入射小球落点的平均位置 平均位置 N。 (7)过 O、 取 =2r,O就是被碰小球碰撞时的球心投影 位置 (用刻度尺和三角板测小球直径 2r)。 (8)用刻度尺量出线段 、 、 的长度 ,把两小球的质量和长度数值 代入 =+ 看是否成立。 数据处理 (1)速度的测量 方案一 滑块速度的测量 :v= ,式中 仪器说明 书上给出 ,也可直接测量 ), 门的时间。 方案二 摆球速度的测量 :v= ,式中 或碰撞后摆起的 ) 高度 ,也可由量角器和摆长计算出 )。 方案三 小车速度的测量 6、:v= ,式中 可用 刻度尺测量 , 可由打点间隔算出。 (2)验证的表达式 方案四 验证的表达式 =+ 2N注意事项 碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 (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 ,且两球刚好 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。 (4)若利用斜槽进行小球碰撞应注意 : 斜槽末端的切线必须水平 ; 入射小球每次都必须从斜槽上同一高度由静止释放 ; 选质量较大的小球作为入射小球 7、; 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。 寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。 误差分析 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 ,两球是否等大 ,长 木板实验时是否平衡掉摩擦力。 主要来源于质量 考点一 实验原理与操作 典例 1 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 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 静止放置 ,让 和 两球分别落 在记录纸的不同位置处 ,重复 10次。 考点突破 (1)(多选 )本实验必须测量的物理量是。 ( 8、填序号字母 ) a、 a、 r a、 t 点到 A、 B、 A、 h (2)根据实验要求 , “大于”、“小于”或“等于” )。 (3)放上被碰小球后 ,两小球碰后是否同时落地 ?如果不是同时落地 ,对实验 结果有没有影响 ?(不必做分析 ) (4)为测定未放小球 小球 把刻度尺的零刻线跟记录纸 上的 如图给出了小球 由图可得 (5)按照本实验方法 ,验证动量守恒的验证式是。 答案 (1) (2)大于 (3)对实验结果无影响 (4) (5)析 (1)必须测量的物理量有两小球的质量 落地点 A、 B、 C 到 A、 B、 (2)为使 且两球均能飞出 ,必须有 ma (3)因此 ,但不 影响实验 9、结果。 (4)心位置大约在。 (5)若动量守恒 ,应有 两球碰后离开轨道时的速 度 ,又 v= ,则有 = + 得 同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验 , 气垫导轨装置如图甲所示 ,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等 组成。 在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔 ,向导轨空 腔内不断通入压缩空气 ,空气会从小孔中喷出 ,使滑块稳定地漂浮在导轨 上 ,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。 (1)下面是实验的主要步骤 : 安装好气垫导轨 ,调节气垫导轨的调节旋钮 ,使导轨水平 ; 向气垫导轨空腔内通入压缩空气 ; 把打点计时器固定在紧靠气垫导 10、轨左端弹射架的外侧 ,将纸带穿过打点 计时器 (未画出 )与弹射架 ,并固定在滑块 1的左端 ,调节打点计时器的高度 , 直至滑块拖着纸带移动时 ,纸带始终在水平方向 ; 使滑块 1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳 ; 把滑块 2放在气垫导轨的中间 ; 先 ,然后 ,让滑块带动纸带一起运动 ; 关闭电源 ,更换纸带 ,重复步骤 ,选出理想的纸带如图乙所示 ; 测得滑块 1的质量为 310 g,滑块 2(包括橡皮泥 )的质量为 205 g。 完善实验步骤的内容。 (2)已知打点计时器每隔 计算可知两滑块相互作用以前系 统的总动量为 kgm/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为 kgm/s(保留三位有 11、效数字 )。 (3)试说明 (2)中两结果不完全相等的主要原因是 :。 答案 (1)接通打点计时器的电源 放开滑块 1 (2) 3)纸带与打点计时器限位孔间有摩擦 解析 (1)实验时应先接通打点计时器的电源 ,再放开滑块 1。 (2)作用前系统的总动量为滑块 1的动量 p0= m/s=2 m/s, kgm/s=kgm/s 作用后系统的总动量为滑块 1和滑块 2的动量和 ,且此时两滑块具有相同的 速度 v,v= m/s=1.2 m/s,p=(m1+m2)v=(1.2 kgm/s=m/s (3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔间有摩擦。 1垫导轨上有 A、 开始时两个滑块静止 ,它们之间有一根 被压缩的轻质弹簧 ,滑块间用绳子连接 (如图甲所示 ),绳子烧断后 ,两个滑块 向相反方向运动 ,图乙为它们运动过程的频闪照片 ,频闪的频率为 10 图可知 : (1)A、 应该做 运动 ,已知滑块 A、 00 g、 300 g,根据照片记录的信息 ,从图中可以看出闪光照片有明显与事实不 相符合的地方是。 (2)若不计此失误 ,分开后 , kgm/s,kgm/s,本实验中得出“在实验误差允许范围内 ,两滑块组成的系 统动量守恒”这一结论的依据是。 答案 (1)匀速直线 A、 (2。