高三物理一輪復習課件驗證動量守恒實驗 舊人教版

1、第2講 實驗 驗證動量守恒定律,1．驗證一維碰撞中的動量守恒．2．探究一維彈性碰撞的特點．,在一維碰撞中，測出物體的質量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．,方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥．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．

2、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、大小相等質量不同的小銅球兩個、重垂線一條、白紙、復寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī)、三角板．,方案一：利用氣墊導軌完成一維碰撞實驗1．測質量：用天平測出滑塊質量．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．

3、,方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實驗1．測質量：用天平測出兩小球的質量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．,方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞

4、實驗1．測質量：用天平測出兩小車的質量．2．安裝：將打點計時器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥．3．實驗：接通電源，讓小車A運動，小車B靜止，兩車碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運動．4．測速度：通過紙帶上兩計數(shù)點間的距離及時間由v＝算出速度．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,方案四：碰撞前后的速度測量是實驗中誤

5、差的主要來源，若采用下列實驗方法可避免速度的測量．如圖1－2－1所示，將質量分別為m1和m2的兩小球發(fā)生正碰，若碰前m1運動，m2靜止，且m1>m2，根據(jù)動量守恒定律應有：m1v1＝m1v′1＋m2v′2.,因小球從斜槽末端飛出后做平拋運動，由平拋運動的知識可知，小球下落高度相同，則飛行時間相同，若用飛行時間作時間單位，則水平速度大小就等于小球飛出的水平距離，則動量守恒時應有：,1．系統(tǒng)誤差：主要來源于裝置本身是否符合要求，即：

6、(1)碰撞是否為一維碰撞．(2)實驗是否滿足動量守恒的條件：如氣墊導軌是否水平，兩球是否等大，長木板實驗是否平衡掉摩擦力．2．偶然誤差：主要來源于質量m和速度v的測量．3．改進措施：(1)設計方案時應保證碰撞為一維碰撞，且盡量滿足動量守恒的條件．(2)采取多次測量求平均值的方法減小偶然誤差．,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，調整氣墊導軌時，注意利用水平儀確保

7、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．,(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)若利用斜槽進行實驗，入射球質量應大于被碰球質量，且入射球每次都必須從斜槽軌道同一位置由靜止釋放．3．探究結論：尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變．,【例1】 如圖1－2－2所示為實驗室中驗證動量守恒的實

8、 驗裝置示意圖． (1)若入射小球質量為m1，半徑為r1；被碰小球質 量為m2，半徑為r2，則(　　) A．m1＞m2，r1＞r2 B．m1＞m2，r1＜r2 C．m1＞m2，r1＝r2 D．m1＜m2，r1＝r2,(2)為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需的是________．(填下列對應的字母)A

9、．直尺　　B．游標卡尺　　C．天平　　D．彈簧秤　　E．秒表(3)設入射小球的質量為m1，被碰小球的質量為m2，P為碰前入射小球落點的平均位置，則關系式(用m1、m2及圖中字母表示)________________成立，即表示碰撞中動量守恒．,解析：(1)兩小球要選等大的，且入射小球的質量應大些，故選C.(2)該實驗必須測出兩球平拋的水平位移和質量，故必須用到直尺和天平，因兩球平拋起點相同，不用測小球直徑，故用不到B.(3)因平拋

10、落地時間相同，可用水平位移代替速度，故關系式為 答案：(1)C　(2)AC　(3),【例2】 氣墊導軌是常用的一種實驗儀器．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來探究碰撞中 的不變量，實驗裝置如圖1－2－3所示(彈簧的長度

11、忽略不計)，采用的實驗 步驟如下：,a．用天平分別測出滑塊A、B的質量mA、mBb．調整氣墊導軌，使導軌處于水平c．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導軌上d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1e．按下電鈕放開卡銷，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

12、應測量的物理量是________________________________________________________________________；(2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，得出關系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量mv的矢量和，上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，產生誤差的原因是_________________________________________________________

13、_______________；(3)利用上述實驗數(shù)據(jù)能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大?。咳缒?，請寫出表達式．,解答：(1)要測量B的速度必須要先測出B的位移和發(fā)生該位移所用時間，故還應測量的物理量為B的右端至D板的距離L2.(2)因為碰撞之前兩物體都靜止即總動量為零，所以要得出守恒的量是mv的矢量和，需得到的關系式 .給驗證帶來誤差的原因有測量時間、距離等存在誤差，由于阻力、