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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,实验七,验证动量守恒定律,1.,实验原理,在一维碰撞中，测出物体的质量,m,和碰撞前、后物体的速度,v,、,v,，算出碰撞前的动量,p,m,1,v,1,m,2,v,2,及碰撞后的动量,p,m,1,v,1,m,2,v,2,，看碰撞前后动量是否相等,.,2.,实验器材,斜槽、小球,(,两个,),、,、,直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线,.,3.,实验步骤,(1),用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球,.,天平,实验,基础知识,(2),按照如图,1,甲所示安装实验器材,.,调整、固定斜槽使斜槽底端水平,.,图,1,(3),白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好,.,记下重垂线所指的位置,O,.,(4),不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复,10,次,.,用,圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面,.,圆心,P,就是小球落点的平均位置,.,(5),把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验,10,次,.,用步骤,(4),的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置,M,和被撞小球落点的平均位置,N,.,如图乙所示,.,(6),连接,ON,，测量线段,OP,、,OM,、,ON,的长度,.,将测量数据填入表中,.,最后,代入,_,，,看在误差允许的范围内是否成立,.,(7),整理好实验器材，放回原处,.,(8),实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒,.,1.,数据处理,2.,注意事项,(1),斜槽末端的切线必须,；,(2),入射小球每次都必须从斜槽,高度由,释放；,(3),选质量,较,_,的小球作为入射小球；,(4),实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变,.,大,静止,同一,水平,实验处理,方法,请在此输入您的大标题,请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本,“,4098,万,请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本,“,请输入您的小标题,6,最新文档,精品文档,热点,1,实验原理与操作,1.,实验原理,在一维碰撞中，测出物体的质量,m,和碰撞前后物体的速度,v,、,v,，找出碰撞前的动量,p,m,1,v,1,m,2,v,2,及碰撞后的动量,p,m,1,v,1,m,2,v,2,，看碰撞前后动量是否守恒,2.,实验方案,方案一：,利用气垫导轨完成一维碰撞实验,实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块,(,两个,),、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等,方案二：,带细线的摆球,(,两套,),、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等,方案三：,光滑长木板、打点计时器、纸带、小车,(,两个,),、天平、撞针、橡皮泥,方案四：,斜槽、小球,(,两个,),、天平、复写纸、白纸等,【,典例,1】,某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,气垫导轨装置如图甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差,请在此输入您的大标题,文本,文本,请在此输入您的文本,请在此输入您的文本,请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本,请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本,请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本,请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本请输入文本,10,最新文档,精品文档,(2),已知打点计时器每隔,0.02 s,打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为,_kgm/s,；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为,_kgm/s(,保留三位有效数字,),(3),试说明,(2),问中两结果不完全相等的主要原因是,:,_.,0.620,0.618,(1),分清纸带上所打的点的意思不同,.,哪段反映滑块碰前匀速运动过程,?,哪段反映碰撞过程,?,哪段反映碰后滑块的运动过程,?,再根据公式计算滑块的对应速度。,审题析疑,(2),由于纸带与打点计时器的限位孔有摩擦,使滑块在滑动过程中速度减小,.,从而总动量比碰前减小,.,纸带与打点计时器的限位孔有摩擦,加速启动,碰前匀速状态,碰后匀速状态,注意事项,规律方法,用气垫导轨实验时，要利用水平仪确定导轨水平,用摆球实验时,两静止小球球心应在同一水平线上,且刚好接触,摆线竖直,;,将小球拉起后,两条摆线在同一竖直面内,.,用长木板实验时,应平衡长木板与滑块间的摩擦力,.,利用斜槽小球碰撞应注意,:,A.,斜槽末端的切线必须水平；,B.,入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；,C.,选质量较大的小球作为入射小球；,D.,实验中实验桌、斜槽、记录的白纸位置始终保持不变,.,热点,2,实验数据处理,【,典例,2】,如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系,(1),实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通过仅测量,_(,填选项前的符号,),间接地解决这个问题,.,A.,小球开始释放高度,h,B.,小球抛出点距地面的高度,H,C.,小球做平抛运动的射程,C,小球离开轨道后做平抛运动的高度都相同,下落时间也相同,.,则,v,H/t,可用平抛运动的水平射程来表示,.,本实验要验证的是,m,1,OM,m,2,ON,m,1,OP,，因此只要测量两个小球的质量,m,1,和,m,2,以及它们的水平射程,OM,和,ON,.,而要确定水平射程，应先分别确定两个小球落地的平均落点,.,审题析疑,(2),图中,O,点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时，先让入射球,m,1,多次从斜轨上,S,位置静止释放，找到其平均落地点的位置,P,，测量平抛射程,OP,.,然后，把被碰小球,m,2,静置于轨道的水平部分，再将入射球,m,1,从斜轨上,S,位置静止释放，与小球,m,2,相碰，并多次重复,接下来要完成的必要步骤是,_,(,填选项前的符号,),A,用天平测量两个小球的质量,m,1,、,m,2,B,测量小球,m,1,开始释放高度,h,C,测量抛出点距地面的高度,H,D,分别找到,m,1,、,m,2,相碰后平均落地点的位置,M,、,N,E,测量平抛射程,OM,、,ON,ADE,(3),若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为：,_(,用,(2),中测量的量表示,),m,1,OM,m,2,ON,m,1,OP,(4),经测定，,m,1,45.0,g,，,m,2,7.5 g,，小球落地点的平均位置距,O,点的距离如下图所示碰撞前、后,m,1,的动量分别为,p,1,与,p,1,，则,p,1,p,1,_11,；若碰撞结束时,m,2,的动量为,p,2,则,p,1,p,2,11_.,审题析疑,14,2.9,1.01,例,1,(2019,广西钦州市,4,月综测,),如图,2,甲，某实验小组采用常规方案验证动量守恒定律,.,实验完成后，该小组又把水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示,.,图中小球半径均相同、质量均已知，且,m,A,m,B,，,B,、,B,两点在同一水平线上,.,图,2,类型,1,教材原型实验,(1),若采用图甲所示的装置，实验中还必须测量的物理量是,_.,解析,如果采用题图甲所示装置，由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，故需要测量,OM,、,OP,和,ON,的距离；,M,、,OP,和,ON,的距离,(2),若采用图乙所示的装置，下列说法正确的是,_.,A.,必需测量,BN,、,BP,和,BM,的距离,B.,必需测量,B,N,、,B,P,和,B,M,的距离,BC,解析,采用题图乙所示装置时，利用水平距离相等，根据下落的高度可确定飞行时间，从而根据高度表示出对应的水平速度，故需测量,B,N,、,B,P,和,B,M,的距离，小球碰后做平抛运动，速度越快，下落高度越小，单独一个小球下落时，落点为,P,，两球相碰后，落点分别为,M,和,N,，根据动量守恒定律有：,m,A,v,m,A,v,1,m,B,v,2,，,解析,验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，根据平抛运动规律，若落地高度不变，则运动时间不变，因此可以用水平位移大小来体现速度大小，故需要测量水平位移，故,A,、,B,错误，,C,正确,.,变式,1,如图,3,，用,“,碰撞实验器,”,可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系,.,(,1),实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量,_(,填选项前的序号,),，间接地解决这个问题,.,A.,小球开始释放的高度,h,B.,小球抛出点距地面的高度,H,C.,小球做平抛运动的水平位移,图,3,C,(2),用天平测量两个小球的质量,m,1,、,m,2,.,图中,O,点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球,m,1,多次从斜轨上,S,位置静止释放；然后把被碰小球,m,2,静置于轨道水平部分的右侧末端，再将入射小球,m,1,从斜轨上,S,位置静止释放，与小球,m,2,相撞，并重复多次，分别找到小球的平均落点,M,、,P,、,N,，并测量出平均水平位移,OM,、,OP,、,ON,.,(3),若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为,_,用,(2),中测量的量表示,；若碰撞是弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为,_,用,(2),中测量的量表示,.,m,1,OP,m,1,OM,m,2,ON,m,1,OP,2,m,1,OM,2,m,2,ON,2,解析,根据平抛运动规律可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为,t,，,而动量守恒的表达式是：,m,1,v,0,m,1,v,1,m,2,v,2,若两球相碰前后的动量守恒，则需要验证表达式,m,1,OP,m,1,OM,m,2,ON,即可；,若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动能相同，,即满足关系式：,m,1,OP,2,m,1,OM,2,m,2,ON,2,.,创新方案,1,利用气垫导轨,1.,实验器材：,气垫导轨、光电计时器、天平、滑块,(,两个,),、弹簧片、胶布、撞针、橡皮泥等,.,2.,实验方法,(1),测质量：用天平测出两滑块的质量,.,(2),安装：按图,4,安装并调好实验装置,.,图,4,(3),实验：接通电源，利用光电计时器测出两滑块在各种情况下碰撞前、后的速度,(,例如：,改变滑块的质量；,改变滑块的初速度大小和方向,).,(4),验证：一维碰撞中的动量守恒,.,类型,2,实验,方案,创新,例,2,(2,019,四川南充市第三次适应性考试,),如图,5,甲所示为验证动量守恒的实验装置，气垫导轨置于水平桌面上，,G,1,和,G,2,为两个光电门，,A,、,B,均为弹性滑块，质量分别为,m,A,、,m,B,，且选择,m,A,大于,m,B,，两遮光片沿运动方向的宽度均为,d,，实验过程如下：,图,5,调节气垫导轨成水平状态；,轻推滑块,A,，测得,A,通过光电门,G,1,的遮光时间为,t,1,；,A,与,B,相碰后，,B,和,A,先后经过光电门,G,2,的遮光时间分别为,t,2,和,t,3,.,回答下列问题：,(1),用螺旋测微器测得遮光片宽度如图乙所示,，,读数,为,_,mm,；,1.195(1.193,1.197,均可,),解析,A,和,B,发生弹性碰撞，若用质量大的,A,碰质量小的,B,，则不会发生反弹,.,(2),实验中选择,m,A,大于,m,B,的目的是：,_,；,保证碰撞后滑块,A,不反弹,解析,螺旋测微器的精确度为,0.01 mm,，转动刻度的格数估读一位，则遮光片
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