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第 六 章,动量和动量守恒定律,实验七 验证动量守恒定律,基础知识梳理,一、实验目的 验证动量守恒定律。 二、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pm1v1m2v2及碰撞后的动量pm1v1m2v2，看碰撞前后动量是否守恒。,三、实验器材 方案一：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。,方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(如图所示) 1测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。 2安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。 3实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。 4测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。 5改变条件：改变碰撞条件，重复实验。 6验证：一维碰撞中的动量守恒。,方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(如图所示),1测质量：用天平测出两小球的质量，并选定_的小球为入射小球。 2安装：按照上图所示安装实验装置。调整固定斜槽使_。 3铺纸：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。,质量大,斜槽底端水平,4放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次。用_画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。 5碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从_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。如图所示。,圆规,斜槽同一高度自由,6验证：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结束：整理好实验器材放回原处。,m1OPm1OMm2ON,2验证的表达式 方案一、二、三：m1v1m2v2m1v1m2v2。 方案四：m1OPm1OMm2ON 六、注意事项 1前提条件 碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 2方案提醒 (1)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平。 (2)若利用摆球进行实验，两小球静放时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，两条摆线应在同一竖直面内。,(3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力。 (4)若利用斜槽小球碰撞应注意： 斜槽末端的切线必须水平； 入射小球每次都必须从斜槽同一位置由静止释放； 选质量较大的小球作为入射小球； 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。,核心考点突破,教材原型实验,(1)用螺旋测微器测量两小球的直径，如图乙所示，螺旋测微器的读数为_ mm。,3.700,(2)入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，其目的是_。 A为了使入射小球每次都能水平飞出槽口 B为了使入射小球每次都以相同的动量到达槽口 C为了使入射小球在空中飞行的时间不变 D为了使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞,B,BD,解析 (1)螺旋测微器的主尺部分读数为3.5mm，转动部分读数为20.00.01mm0.200mm，故螺旋测微器的读数为3.5mm0.200mm3.700mm。 (2)入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，使入射小球每次都以相同的速度到达槽口，即保证入射小球每次都以相同的动量到达槽口，故B正确，A、C、D错误。,方法总结： 验证动量守恒定律实验的注意事项 (1)前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后仍沿这条直线运动。(2)利用斜槽进行实验，由于斜槽对小球有摩擦力，所以入射小球的质量要大于被碰小球的质量，即m1m2，防止碰后m1被反向弹回。,类题演练 1 ,C,(3)完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改进，如图乙所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M、P、N。用刻度尺测量斜面顶点到M、P、N三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_(用所测物理量的字母表示)。,验证动量守恒实验创新主要是两种途径： (1)用新器材实现实验方式的创新，比如使用气垫导轨来减少摩擦力对实验的影响。 (2)从实验模型角度进行创新，因此所有满足动量守恒定律的模型均可以用来验证动量守恒。,实验拓展创新,a和b用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上； 细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动； 记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t； 滑块a最终停在C点(图中未画出)，用刻度尺测出AC之间的距离sa。 小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离sb； 改变弹簧压缩量，进行多次测量。,类题演练 2 ,(1)图(b)为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d时所得的不同情景。由该图可知甲同学测得的示数为_mm，乙同学测得的示数为_mm。 (2)用测量的物理量表示动量守恒，应满足的关系式为_，被压缩弹簧开始储存的弹性势能Ep_。,3.505,3.485,
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