《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí)-第6章-動量-實驗7-驗證動量守恒定律學(xué)案(新人教版)(共16頁).doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí)-第6章-動量-實驗7-驗證動量守恒定律學(xué)案(新人教版)(共16頁).doc（16頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗七驗證動量守恒定律(對應(yīng)學(xué)生用書第111頁)一、實驗?zāi)康尿炞C動量守恒定律二、實驗原理在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v，找出碰撞前的動量pm1v1m2v2及碰撞后的動量pm1v1m2v2，看碰撞前后動量是否守恒三、實驗方案、器材、步驟及數(shù)據(jù)處理實驗方案1.利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實驗實驗器材氣墊導(dǎo)軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等圖實­7­1實驗步驟1測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量2安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)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

2、的速度(改變滑塊的質(zhì)量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數(shù)據(jù)處理1滑塊速度的測量：v，式中x為滑塊擋光片的寬度(儀器說明書上給出，也可直接測量)，t為數(shù)字計時器顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過光電門的時間2驗證的表達(dá)式：m1v1m2v2m1v1m2v2實驗方案2.利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實驗實驗器材帶細(xì)線的擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等實驗步驟1測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量m1、m2.2安裝：把兩個等大小球用等長懸線懸掛起來圖實­7­23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

3、算出碰撞前對應(yīng)小球的速度；測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速度5改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實驗6驗證：一維碰撞中的動量守恒數(shù)據(jù)處理1擺球速度的測量：v，式中h為小球釋放時(或碰撞后擺起的)高度，h可用刻度尺測量(也可由量角器和擺長計算出)2驗證的表達(dá)式：m1v1m2v2m1v1m2v2實驗方案3.在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實驗實驗器材光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥、刻度尺圖實­7­3實驗步驟1測質(zhì)量：用天平測出兩小車的質(zhì)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

4、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(fù)實驗6驗證：一維碰撞中的動量守恒數(shù)據(jù)處理1小車速度的測量v，式中x是紙帶上兩計數(shù)點間的距離，可用刻度尺測量，t為小車經(jīng)過x的時間，可由打點間隔算出2驗證的表達(dá)式m1v1m2v2m1v1m2v2實驗方案4.利用斜槽上滾下的小球驗證動量守恒定律實驗器材斜槽、小球(兩個)、天平、復(fù)寫紙、白紙、刻度尺、圓規(guī)等圖實­7­4實驗步驟1測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球為入射小球

5、2安裝：如圖所示安裝實驗裝置調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平3鋪紙：白紙在下，復(fù)寫紙在上且在適當(dāng)位置鋪放好記下重垂線所指的位置O.4放球找點：不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點圈在里面圓心就是小球落點的平均位置5碰撞找點：把被撞小球放在斜槽末端，每次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)實驗10次用步驟4的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點的平均位置M和被撞小球落點的平均位置N.如圖實­7­5所示圖實­7­56驗證：連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度將測量數(shù)據(jù)填入表中最后代入m1

6、·OPm1·OMm2·ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立7結(jié)束：整理好實驗器材放回原處數(shù)據(jù)處理驗證的表達(dá)式：m1·OPm1·OMm2·ON四、注意事項1前提條件：碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”2探究結(jié)論：尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不變五、誤差分析1系統(tǒng)誤差：主要來源于裝置本身是否符合要求(1)碰撞是否為一維(2)實驗是否滿足動量守恒的條件，如氣墊導(dǎo)軌是否水平，兩球是否等大，用長木板實驗時是否平衡掉摩擦力2偶然誤差：主要來源于質(zhì)量m和速度v的測量.(對應(yīng)學(xué)生用書第112頁)考點一| 實驗原理與操作如圖實­7

7、73;6，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系圖實­7­6(1)實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的但是，可以通過僅測量_(填選項前的符號)，間接地解決這個問題A小球開始釋放高度hB小球拋出點距地面的高度HC小球做平拋運動的射程(2)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)接下來要完成的必要步驟是_(填選項前的符號)A用天平

8、測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2B測量小球m1開始釋放高度hC測量拋出點距地面的高度HD分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、NE測量平拋射程OM、ON(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為_用(2)中測量的量表示；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為_用(2)中測量的量表示解析(1)小球碰前和碰后的速度都用平拋運動來測定，即v.而由Hgt2知，每次豎直高度相等，平拋時間相等即m1m1m2；則可得m1·OPm1·OMm2·ON.故只需測量射程，因而選C.(2)由表達(dá)式知：在OP已知時，需測量m1、m2、OM和ON，故必要步驟A、D、E.(3)若為彈

9、性碰撞，同時還滿足機(jī)械能守恒m12m12m22m1·OP2m1·OM2m2·ON2.答案(1)C(2)ADE(3)m1·OMm2·ONm1·OPm1·OM2m2·ON2m1·OP2某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末水平段的最右端上，讓a球仍從固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次(1)本實驗必須測量的物理量有_A斜槽軌道末端距水平地面

10、的高度HB小球a、b的質(zhì)量ma、mbC小球a、b的半徑rD小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間tE記錄紙上O點到A、B、C各點的距離、Fa球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(2)放上被碰小球b，兩球(ma>mb)相碰后，小球a、b的落地點依次是圖中水平面上的_點和_點(3)某同學(xué)在做實驗時，測量了過程中的各個物理量，利用上述數(shù)據(jù)驗證碰撞中的動量守恒，那么判斷的依據(jù)是看_和_在誤差允許范圍內(nèi)是否相等解析(1)B點是不發(fā)生碰撞時a球的落地點，A點是發(fā)生碰撞后a球的落地點，C點是碰后b球的落地點設(shè)小球a運動到軌道末端時的速度大小為vB，與球b發(fā)生碰撞后的瞬時速度大小為vA，

11、碰后b球的速度大小為vC，本實驗就是要驗證關(guān)系式mavBmavAmbvC是否成立因為小球做平拋運動的高度相同，下落時間相同，它們在水平方向上位移與水平方向上的速度成正比，所以本實驗也可以驗證ma·ma·mb·是否成立，B、E正確(2)兩球碰撞后，a球在水平方向上的分速度較小，下落時間相同時，落地時的水平位移也較小，所以小球a、b的落地點依次是圖中水平面上的A點和C點(3)根據(jù)(1)的分析，判斷兩球碰撞過程中的動量是否守恒的依據(jù)是看ma·和ma·mb·在誤差允許范圍內(nèi)是否相等答案(1)BE(2)AC(3)ma·ma·

12、mb·考點二| 數(shù)據(jù)處理與誤差分析現(xiàn)利用圖實­7­7(a)所示的裝置驗證動量守恒定律在圖(a)中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間實驗測得滑塊A的質(zhì)量m10.310 kg，滑塊B的質(zhì)量m20.108 kg，遮光片的寬度d1.00 cm；打點計時器所用交流電的頻率f50.0 Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰碰后光電計時器顯示的時間為tB3.500 ms，碰

13、撞前后打出的紙帶如圖(b)所示(a)(b)圖實­7­7若實驗允許的相對誤差絕對值最大為5%，本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律？寫出運算過程. 【導(dǎo)學(xué)號：】解析按定義，滑塊運動的瞬時速度大小v為v式中s為滑塊在很短時間t內(nèi)走過的路程設(shè)紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為tA，則tA0.02 stA可視為很短設(shè)滑塊A在碰撞前、后瞬時速度大小分別為v0、v1.將式和圖給實驗數(shù)據(jù)代入式得v02.00 m/sv10.970 m/s設(shè)滑塊B在碰撞后的速度大小為v2，由式有v2代入題給實驗數(shù)據(jù)得v22.86 m/s設(shè)兩滑塊在碰撞前、后的總動量分別為p和p，則pm1v0pm1v1m2v2

14、兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為p×100%聯(lián)立式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得p1.7%<5%因此，本實驗在允許的誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律答案見解析某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器“探究碰撞中的不變量”的實驗，在小車A的前端粘有橡皮泥，設(shè)法使小車A做勻速直線運動，然后與原來靜止的小車B相碰并粘在一起繼續(xù)做勻速運動，如圖所示在小車A的后面連著紙帶，電磁打點計時器的頻率為50 Hz.(1)若已得到打點紙帶如圖所示，并測得各計數(shù)點間的距離則應(yīng)選圖中_段來計算A碰前的速度，應(yīng)選_段來計算A和B碰后的速度(2)已測得小車A的質(zhì)量mA0.40 kg，小車B的質(zhì)量mB0.20 kg，則由以上結(jié)果可得碰前mAvAmBvB_kg·m/s，碰后mAvAmBvB_kg·m/s.(3)從實驗數(shù)據(jù)的處理結(jié)果來看，A、B碰撞的過程中，可能哪個物理量是不