高三物理一輪復(fù)習(xí)課件驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn) 舊人教版

1、第2講 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,1．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)．,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度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．,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．

2、方案三：光滑長木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(兩個(gè))、天平、撞針、橡皮泥．方案四：斜槽、大小相等質(zhì)量不同的小銅球兩個(gè)、重垂線一條、白紙、復(fù)寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī)、三角板．,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．

3、,方案二：利用等長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)等大小球用等長懸線懸掛起來．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：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞

4、實(shí)驗(yàn)1．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小車的質(zhì)量．2．安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(shí)驗(yàn)：接通電源，讓小車A運(yùn)動(dòng)，小車B靜止，兩車碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運(yùn)動(dòng)．4．測(cè)速度：通過紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離及時(shí)間由v＝算出速度．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,方案四：碰撞前后的速度測(cè)量是實(shí)驗(yàn)中誤

5、差的主要來源，若采用下列實(shí)驗(yàn)方法可避免速度的測(cè)量．如圖1－2－1所示，將質(zhì)量分別為m1和m2的兩小球發(fā)生正碰，若碰前m1運(yùn)動(dòng)，m2靜止，且m1>m2，根據(jù)動(dòng)量守恒定律應(yīng)有：m1v1＝m1v′1＋m2v′2.,因小球從斜槽末端飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知，小球下落高度相同，則飛行時(shí)間相同，若用飛行時(shí)間作時(shí)間單位，則水平速度大小就等于小球飛出的水平距離，則動(dòng)量守恒時(shí)應(yīng)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(shí)驗(yàn)是否滿足動(dòng)量守恒的條件：如氣墊導(dǎo)軌是否水平，兩球是否等大，長木板實(shí)驗(yàn)是否平衡掉摩擦力．2．偶然誤差：主要來源于質(zhì)量m和速度v的測(cè)量．3．改進(jìn)措施：(1)設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)保證碰撞為一維碰撞，且盡量滿足動(dòng)量守恒的條件．(2)采取多次測(cè)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(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

7、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)若利用長木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，入射球質(zhì)量應(yīng)大于被碰球質(zhì)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(jié)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(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)

8、 驗(yàn)裝置示意圖． (1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì) 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(shí)驗(yàn)，以下所提供的測(cè)量工具中必需的是________．(填下列對(duì)應(yīng)的字母)A

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

10、落地時(shí)間相同，可用水平位移代替速度，故關(guān)系式為 答案：(1)C　(2)AC　(3),【例2】 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來探究碰撞中 的不變量，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1－2－3所示(彈簧的長度

11、忽略不計(jì))，采用的實(shí)驗(yàn) 步驟如下：,a．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mBb．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)卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導(dǎo)軌上d．用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1e．按下電鈕放開卡銷，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

12、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_________________________________________________________

13、_______________；(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?。咳缒?，請(qǐng)寫出表達(dá)式．,解答：(1)要測(cè)量B的速度必須要先測(cè)出B的位移和發(fā)生該位移所用時(shí)間，故還應(yīng)測(cè)量的物理量為B的右端至D板的距離L2.(2)因?yàn)榕鲎仓皟晌矬w都靜止即總動(dòng)量為零，所以要得出守恒的量是mv的矢量和，需得到的關(guān)系式 .給驗(yàn)證帶來誤差的原因有測(cè)量時(shí)間、距離等存在誤差，由于阻力、