教科版高中物理選擇性必修第一冊(cè)第一章動(dòng)量與動(dòng)量守恒定律4實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課件

知識(shí)點(diǎn)1

利用拋體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律必備知識(shí)清單破4

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1.實(shí)驗(yàn)思路在一維碰撞中,測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2和碰撞前后兩小球的速度v1、v2、v1'、v2',算出

碰撞前的總動(dòng)量p=m1v1+m2v2及碰撞后的總動(dòng)量p'=m1v1'+m2v2',看碰撞前后總動(dòng)量是否守恒。2.實(shí)驗(yàn)方案利用斜槽實(shí)現(xiàn)兩小球(半徑相同)的一維碰撞,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。讓一個(gè)質(zhì)量較大(質(zhì)量為m1)的小球(入射小球)從斜槽上滾下,與放在斜槽末端的另一個(gè)質(zhì)量較小(質(zhì)量為m2)的小球發(fā)生碰撞,之后兩小球均做平拋運(yùn)動(dòng)。3.實(shí)驗(yàn)過程(1)用天平測(cè)出等大的兩小球的質(zhì)量,并選用質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颉?2)安裝裝置,調(diào)整裝置使斜槽末端水平并固定斜槽。(3)白紙?jiān)谙?復(fù)寫紙?jiān)谏?并在適當(dāng)位置鋪放好,記下重垂線所指的位置O。(4)不放被碰小球,讓入射小球從斜槽上某固定高度由靜止?jié)L下,重復(fù)10次,用圓規(guī)畫盡量小的

圓把小球的所有落點(diǎn)都圈在里面,圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置。(5)把被碰小球放在斜槽末端,讓入射小球從斜槽同一高度由靜止?jié)L下,使它們發(fā)生正碰,重復(fù)

實(shí)驗(yàn)10次。用步驟(4)的方法,標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位

置N,如圖甲、乙。(6)過O和N在紙上作一直線,用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長度,將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄下來。(7)整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處。知識(shí)辨析在“研究斜槽末端小球碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中:1.如果入射小球的質(zhì)量比被碰小球的質(zhì)量小,可能導(dǎo)致怎樣的結(jié)果?2.入射小球釋放點(diǎn)越高,實(shí)驗(yàn)誤差是不是就越大?3.使用的斜槽必須要光滑嗎?一語破的1.可能使入射小球在碰撞后被反彈。2.不是。入射球的釋放點(diǎn)適當(dāng)調(diào)高,碰撞前入射球的速度較大,相碰時(shí)相互作用的內(nèi)力較大,

阻力的影響相對(duì)較小,也有利于減小測(cè)量水平位移時(shí)的相對(duì)誤差,從而使實(shí)驗(yàn)誤差減小。3.不是。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的是碰撞前后兩小球的總動(dòng)量是否守恒,斜槽光滑與否對(duì)實(shí)驗(yàn)無影響。1.數(shù)據(jù)處理方法(1)利用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算速度。測(cè)出碰撞前后小球落點(diǎn)到O點(diǎn)的距離xOP、xOM、xON,小球

在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均相同,設(shè)為Δt,可得小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v=

,即可間接得出兩小球碰撞前后的速度。(2)因?yàn)関∝x,所以可以用水平位移x來代替速度,將驗(yàn)證m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'轉(zhuǎn)變?yōu)轵?yàn)證m1·xOP

=m1·xOM+m2·xON,可將對(duì)難測(cè)物理量(速度)的測(cè)量轉(zhuǎn)換為對(duì)易測(cè)物理量(位移)的測(cè)量。2.誤差分析(1)系統(tǒng)誤差①碰撞若非一維碰撞,會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)應(yīng)保證碰撞為一維碰撞。關(guān)鍵能力定點(diǎn)破定點(diǎn)1利用平拋運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)②碰撞中若不滿足動(dòng)量守恒的條件,如碰撞中受其他力(例如摩擦力)的影響,也會(huì)帶來系統(tǒng)誤差。(2)偶然誤差測(cè)量和讀數(shù)的準(zhǔn)確性會(huì)帶來偶然誤差,所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)規(guī)范測(cè)量和讀數(shù),同時(shí)增加測(cè)量次數(shù),取

平均值,盡量減少偶然誤差的影響。3.注意事項(xiàng)(1)斜槽末端必須水平;(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(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變。1.實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路,主要區(qū)別在以下兩個(gè)方面:(1)不同的碰撞形式;(2)不同的速度測(cè)量方

法。2.常規(guī)實(shí)驗(yàn)方案除利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證和利用平拋運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證外,常用的實(shí)驗(yàn)方案還有如下幾個(gè):(1)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶驗(yàn)證:利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出兩物體作用前后的速度,通常使兩物體

作用前一物體勻速運(yùn)動(dòng),另一物體靜止在前方,碰撞后以共同的速度運(yùn)動(dòng)。測(cè)速方法:v=

,Δx為n個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)之間的距離,T為打點(diǎn)周期。定點(diǎn)2驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)(2)利用頻閃照片驗(yàn)證:利用頻閃照相測(cè)出兩物體作用前后的速度,通常使兩物體作用前一物

體勻速運(yùn)動(dòng),另一物體靜止在前方,碰撞后兩物體向相反方向勻速運(yùn)動(dòng)。測(cè)速方法:v=

,Δx為兩個(gè)不同時(shí)刻物體位置間的距離,Δt為兩時(shí)刻的時(shí)間間隔。(3)利用擺球驗(yàn)證:用等長的細(xì)線懸掛兩個(gè)大小相同、質(zhì)量不同的小球,拉起質(zhì)量大的小球到

某一高度,由靜止釋放,使兩小球在最低點(diǎn)相碰,測(cè)出碰撞前后懸線的最大偏角,可代替速度的

測(cè)量。測(cè)速