實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課件(同名717)

第節(jié)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律在一維碰撞中，測(cè)出兩物體的質(zhì)量和碰撞前后兩物體的速度、和′、′，算出碰撞前的動(dòng)量＝及碰撞后的動(dòng)量′＝，看碰撞前后動(dòng)量是否守恒．二、實(shí)驗(yàn)器材方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、、、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等．＋′＋′天平滑塊(兩個(gè))一、實(shí)驗(yàn)原理方案二：帶細(xì)線的、鐵架臺(tái)、、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等．方案三：光滑長(zhǎng)木板、、紙帶、、天平、撞針、橡皮泥．方案四：斜槽、、天平、、白紙等．三、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)．測(cè)質(zhì)量：用測(cè)出滑塊質(zhì)量．．安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌．?dāng)[球(兩套)天平打點(diǎn)計(jì)時(shí)器小車(兩個(gè))小球(兩個(gè))復(fù)寫紙?zhí)炱剑畬?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)．．驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．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)．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出.．安裝：把兩個(gè)等大小球用等長(zhǎng)懸線懸掛起來．．實(shí)驗(yàn)：一個(gè)小球，拉起另一個(gè)小球，放下時(shí)它們相碰．兩小球的質(zhì)量、靜止．測(cè)速度：可以測(cè)量小球，從而算出碰撞前對(duì)應(yīng)小球的，測(cè)量碰撞后小球，算出碰撞后對(duì)應(yīng)小球的速度．．改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．．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實(shí)驗(yàn)．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出．．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．被拉起的角度速度擺起的角度兩小車的質(zhì)量?jī)捎?jì)數(shù)點(diǎn)間的距離及時(shí)間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

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：利用斜槽上滾下的小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1．用

測(cè)出兩小球的質(zhì)量，并選定

小球?yàn)槿肷湫∏颍?．按圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置．調(diào)整固定斜槽使

．天平質(zhì)量大的斜槽底端切線水平科目三考試科目實(shí)際道路考試技巧、視頻教程科目四考試科目四模擬考試題科目四仿真考試．白紙?jiān)谙?，?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好．記下重垂線所指的位置.．不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)次．用圓規(guī)畫把所有的小球落點(diǎn)圈在里面．就是小球落點(diǎn)的平均位置．．把被撞小球放在斜槽末端，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(fù)實(shí)驗(yàn)次．用步驟的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置和被撞小球落點(diǎn)的平均位置.如圖所示．盡量小的圓圓心．連接，測(cè)量線段．將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中．最后代入，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立．．整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處．．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，．、、的長(zhǎng)度碰撞系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處．．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，．四、注意事項(xiàng)．前提條件：碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”．．方案提醒()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．碰撞系統(tǒng)的動(dòng)量守恒導(dǎo)軌水平()若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在．()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．()若利用斜槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，入射球質(zhì)量要被碰球質(zhì)量即：>，防止碰后被反彈．．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．同一水平線上同一豎直平面內(nèi)大于．系統(tǒng)誤差：主要來源于裝置本身是否符合要求，即：()碰撞是否為一維碰撞．()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(zhǎng)木板實(shí)驗(yàn)是否平衡掉摩擦力．．偶然誤差：主要來源于．質(zhì)量和速度的測(cè)量五、誤差分析例某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)：在小車的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后及原來靜止的小車相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)．他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖甲所示，在小車后連接著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為，長(zhǎng)木板墊著小木片以平衡摩擦力．()若已得到打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(標(biāo)在圖上)．為運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)，則應(yīng)該選擇段來計(jì)算碰前的速度，應(yīng)選擇段來計(jì)算和碰后的共同速度．(以上空格選填“”“”“”“”)．題型一：對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)處理的考查()已測(cè)得小車的質(zhì)量＝，小車的質(zhì)量＝，由以上測(cè)量結(jié)果可得碰前＝·；碰后(＋)共＝·.由此得出結(jié)論．例某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中兩擺擺長(zhǎng)相同，懸掛于同一高度，、兩擺球均很小，質(zhì)量之比為∶.當(dāng)兩擺均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其側(cè)面剛好接觸．向右上方拉動(dòng)球使其擺線伸直并及豎直方向成°角，然后將其由靜止釋放．結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起擺動(dòng)，且最大擺角成°.若本實(shí)驗(yàn)允許的最大誤差為±，此實(shí)驗(yàn)是否成功地驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？題型二：實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新．某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖()所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成，在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差.()下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及彈射架并固定在滑塊的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；④使滑塊擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑥先，然后，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖()所示；接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源放開滑塊⑧測(cè)得滑塊的質(zhì)量，滑塊(包括橡皮泥)的質(zhì)量為．完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容．()已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為·；兩滑塊相互作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為·(保留三位有效數(shù)字)．()試說明()中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是．紙帶及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔間存在摩擦．某同學(xué)用圖所示的裝置通過半徑相同的、兩球(>)的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中是斜槽，為水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作次，得到個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓球仍從位置由靜止開始滾下，和球碰撞后，、球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作次．圖甲中點(diǎn)是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于、、所在的平面，米尺的零點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)齊．()碰撞后球的水平射程應(yīng)取為；(～均可)*()在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量()．水平槽上未放球時(shí)，測(cè)量球落點(diǎn)位置到點(diǎn)的距離．球及球碰撞后，測(cè)量球落點(diǎn)位置到點(diǎn)的距離．測(cè)量球或球的直徑．測(cè)量球和球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)．測(cè)量點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度()實(shí)驗(yàn)中，對(duì)入射小球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)影響的說法中正確的是()．釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越?。尫劈c(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差越小，兩球速度的測(cè)量越準(zhǔn)確．釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動(dòng)量之差越小，誤差越?。尫劈c(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，軌道?duì)被碰小球的阻力越小【解析】()如題圖所示，用一盡可能小的圓把小球落點(diǎn)圈在里面，由此可見圓心的位置是，這也是小球落點(diǎn)的平均位置．()本實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的數(shù)據(jù)有：兩個(gè)小球的質(zhì)量、，三個(gè)落點(diǎn)的距離、、，所以應(yīng)選、、.()入射球的釋放點(diǎn)越高，入射球碰前速度越大，相碰時(shí)內(nèi)力越大，阻力的影響相對(duì)減小，可以較好地滿足動(dòng)量守恒的條件，也有利于減少測(cè)量水平位移時(shí)的相對(duì)誤差，從而使實(shí)驗(yàn)的誤差減小，選項(xiàng)正確．【鞏固基礎(chǔ)】．如圖所示為“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)裝置．()下列說法中不符合本實(shí)驗(yàn)要求的是()．入射球比靶球質(zhì)量大或者小均可，但二者的直徑必須相同．在同一組實(shí)驗(yàn)的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放．安裝軌道時(shí)末端的切線必須水平．需要的測(cè)量?jī)x器有天平和刻度尺【解析】本題考查碰撞過程中動(dòng)量守恒定律．()本實(shí)驗(yàn)要求入射球比靶球質(zhì)量大，故選項(xiàng)不合要求；每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，才能保證每次入射的初動(dòng)量相同，故選項(xiàng)正確；本實(shí)驗(yàn)利用平拋運(yùn)動(dòng)求速度，把求速度轉(zhuǎn)為求水平方向位移，從而使該實(shí)驗(yàn)得到簡(jiǎn)化，要保證小球每次都做平拋運(yùn)動(dòng)，所以軌道末端的切線必須水平，故選項(xiàng)正確；根據(jù)需要驗(yàn)證表達(dá)式可知選項(xiàng)正確．②根據(jù)動(dòng)量守恒分析可得．．在驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)要證明的是動(dòng)量守恒定律的成立，即＝′＋′.()按這一公式的要求，需測(cè)量?jī)尚∏虻馁|(zhì)量和它們碰撞前后的水平速度，但實(shí)驗(yàn)中我們只需測(cè)量?jī)尚∏虻馁|(zhì)量和飛行的水平距離.這是由于小球碰撞后做運(yùn)動(dòng)，各球下落高度相同，因而它們的也是相同的，可用小球飛行的水平距離來代表小球的水平速度.平拋飛行時(shí)間()實(shí)驗(yàn)時(shí)，質(zhì)量分別為、的球半徑大小均為，且為已知，要完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，必須補(bǔ)充的測(cè)量工具還有．()由于偶然因素的存在，重復(fù)操作時(shí)小球落點(diǎn)不完全重合是正常的，落點(diǎn)(如點(diǎn))的確定辦法是.毫米刻度尺用一盡可能小的圓把所有的落點(diǎn)都圈在里面，其圓心位置就是小球落點(diǎn)的平均位置()用圖中的符號(hào)來表示、兩小球碰撞中動(dòng)量守恒的表達(dá)式是.()兩球質(zhì)量應(yīng)滿足.>．氣墊導(dǎo)軌(如右圖)工作時(shí)，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不及導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力．為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個(gè)質(zhì)量均為的滑塊，每個(gè)滑塊的一端分別及穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率均為.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．下圖為某次實(shí)驗(yàn)打出的點(diǎn)跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以相同間距的個(gè)連續(xù)點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長(zhǎng)度、和.若題中各物理量的單位均為國(guó)際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動(dòng)量大小分別為、，兩滑塊的總動(dòng)量大小為；碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為.重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多做幾次．若碰撞前、后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證．(－)．如圖所示，在實(shí)驗(yàn)室用兩端帶有豎直擋板和的氣墊導(dǎo)軌和有固定擋板的質(zhì)量都是的滑塊和做“探究碰撞中的守恒量”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：Ⅰ.把兩滑塊和緊貼在一起，在上放質(zhì)量為的砝碼，置于導(dǎo)軌上，用電動(dòng)卡銷卡住和，在和的固定擋板間放入一輕彈簧，使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài)；【提升能力】Ⅱ.按下電鈕使電動(dòng)卡銷放開，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)記錄兩滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間的電子計(jì)時(shí)器，當(dāng)和及固定擋板和碰撞的同時(shí)，電子計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表，記下至的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，至的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；Ⅲ.重復(fù)幾次，取和的平均值．()在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意；()應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)還有；()只要關(guān)系式成立，即可得出碰撞中守恒的量是的矢量和．使氣墊導(dǎo)軌水平滑塊的左端到擋板的距離和滑塊的右端到擋板的距離．某同學(xué)把兩個(gè)質(zhì)量不同的木塊用細(xì)線連接，中間夾一個(gè)被壓縮了的輕彈簧，如圖所示，將此系統(tǒng)置于光滑水平桌面上，燒斷細(xì)線，觀察兩物體的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行必要的測(cè)量，驗(yàn)證兩物體相互作用的過程中動(dòng)量守恒.()該同學(xué)還需具備的器材是；()需要直接測(cè)量的數(shù)據(jù)是；()用得到的數(shù)據(jù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的關(guān)系式是.刻度尺、天平兩木塊質(zhì)量、及其做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移、＝．在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)回答下列問題.()實(shí)驗(yàn)記錄如圖甲所示，則球碰前做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移是圖中的，球被碰后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移是圖中的.(兩空均選填“”、“”或“”)()小球下滑過程中及斜槽軌道間存在摩擦力，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差(選填“會(huì)”或“不會(huì)”).不會(huì)()實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，球?yàn)槿肷湫∏?，球?yàn)楸慌鲂∏?，以下所列舉的在實(shí)驗(yàn)過程中必須滿足的條件是．入射小球的質(zhì)量，可以小于被碰小球的質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)量斜槽末端到水平地面的高度．入射小球每次不必從斜槽上的同一位置由靜止釋放．斜槽末端的切線必須水平，小球放在斜槽末端處，應(yīng)能靜止()在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中.某同學(xué)用如圖乙所示的裝置進(jìn)行了如下的操作：①先調(diào)整斜槽軌道，使末端的切線水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將該木板豎直立于靠近槽口處，使小球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡.②將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x，再使小球從原固定點(diǎn)由靜止釋放，撞在木板上并在白紙上留下痕跡.③把半徑相同的小球靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球仍從原固定點(diǎn)由靜止釋放，和小球相碰后，兩球撞在木板上并在白紙上留下痕跡和.．用如圖所示的裝置