2014物理第六章第4课时实验验证动量守恒定律.ppt

广州出版社 2014年五羊高考 高考总复习物理 课件 2014年五羊高考物理复习 第4课时实验验证动量守恒定律 课前自主解读 1 实验目的研究碰撞 对心碰撞 中的动量守恒 2 实验器材斜槽轨道 碰撞实验器 钢质入射小球m1 被碰硬胶木制靶球m2 白纸 复写纸 三角尺 小铅锤 选球时 应保证入射球质量m1 靶球质量m2 同时保证入射球半径 靶球半径 天平 附砝码一套 刻度尺 圆规 大于 等于 3 实验原理由于入射球和靶球碰后从同一高度飞出做平抛运动 故飞行时间相等 如图所示 有入射球碰撞前 后速度大小分别为v0 v1 靶球碰后速度为v2 4 注意事项 1 正确调节斜槽末端前立柱的位置 以保证入射球和靶球 2 入射球的初始高度 否则小球从斜槽末端飞出距离太小 会导致增大测量误差 3 入射球质量应 靶球质量 否则入射球与靶球碰撞后会反弹 因为摩擦形成误差 课前自主解读 在水平方向上发生正碰 应适当高些 大于 课堂主题互动 主题一 验证动量守恒定律实验 例题1 如图所示 在 验证动量守恒定律 的实验中 为了使实验得到较好的效果 1 在调整实验装置时 应注意调整轨道末端 这是为了 2 在做实验时 比较斜槽轨道上较低位置和较高位置 应选择 释放小球 理由是 3 如入射小球质量为m1 被碰撞小球质量为m2 实验记录下小球的落点为M P N 如图所示 则本实验验证动量守恒的根据是看 切线沿水平方向 保证入射小球和被碰小球在碰后都能做平抛运动 较高位置 和被碰球之间的相互作用时间可以缩短 增大它们之间的相互作用力 因为入射球在碰撞前可获得较大的速度 球所受的阻力可忽略不计 m1 OM m2 ON是否与m1 OP相等 变式1 图为 验证动量守恒 的实验装置图 请完成下列问题 1 根据实验要求 应满足mA mB 选填 大于 小于 或 等于 2 未放B球时 A球落地点是记录纸上的 点 填M P或N 3 A B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图所示 其中米尺的零点与O点对齐 则碰撞后A球的水平射程为sA cm B球的水平射程为sB cm 大于 P 14 45 44 45 主题一 验证动量守恒定律实验 主题二 动量守恒定律的创新实验 例题2 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验 在小车A的前端粘有橡皮泥 推动小车A使之做匀速运动 然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体 继续做匀速运动 他设计的具体装置如图 甲 所示 在小车A后连着纸带 电磁打点计时器电源频率为50Hz 长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力 1 若已得到打点纸带如图 乙 所示 并测得各计数点间距标在图上 A为运动起始的第一点 则应选 段起计算A的碰前速度 应选 段来计算A和B碰后的共同速度 填AB BC CD DE 2 已测得小车A的质量m1 0 40kg 小车B的质量m2 0 20kg 由以上测量结果可得 碰前总动量p0 kg m s 碰后总动量p1 kg m s BC DE 0 420 0 417 图 甲 图 乙 变式2 某同学用图 甲 的装置 验证动量守恒定律 在固定的竖直支架上水平固定一中间开孔的圆管 用两小球夹一弹簧置于圆管内 通过小孔向上拉紧系于两球间的细绳 使两小球压缩弹簧 然后用剪刀剪断细绳 两小球脱离弹簧后从管口沿水平方向弹出 分别落于地面上的A B两点 圆管两端口在地面上的投影分别为O O 则 1 本实验必须测量的物理量有 A 圆筒到水平地面的高度HB 小球的质量ma和mbC 小球在空中运动的时间tD 小球发生的水平位移OA和O B 2 用测得的物理量写出验证动量守恒的表达式为 3 该同学通过改变两个小球对弹簧的压缩量来改变两个小球的水平射程 重复几次实验 最后以小球a的水平射程sa为横坐标 以小球b的水平射程sb为纵坐标作图 得到了如图 乙 所示的图象 由该图象得出的结论是 由图象可知两物体的质量之比为ma mb BD ma OA mb O B 2 1 由图象可知以a b两球组成的系统动量守恒 主题二 动量守恒定律的创新实验 课外演练 1 在做 验证动量守恒定律 的实验中 入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放 这是为了使 A 小球每次都能水平飞出槽口B 小球每次都以相同的速度飞出槽口C 小球在空中飞行的时间不变D 小球每次都能对心碰撞2 双选 在做 验证动量守恒定律 的实验中 安装斜槽轨道时应让斜槽末端点的切线保持水平 这样做的目的是为了使 A 入射小球得到较大的速度B 入射小球与被碰小球对心碰撞后速度均为水平方向C 入射小球与被碰小球碰撞时无能量损失D 入射小球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出 B BD 3 某同学用如图4 1所示装置通过半径相同的A B两球的碰撞来验证动量守恒定律 图中PQ是斜槽 QR为水平槽 实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下落到位于水平地面的纪录纸上 留下痕迹 重复上述操作10次 得到10个落点痕迹 再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方 让A球仍从位置G由静止开始滚下和B球碰撞 A B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹 重复操作10次 图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点 B球落点的痕迹如右图所示 其中米尺水平放置 且平行于G R O所在的平面 米尺的零点与O点对齐 课外演练 1 碰撞后B球的水平射程应取为 cm 2 在以下选项中 哪些是本次实验必须进行测量的 答 填选项号 A 水平槽上未放B球时 测量A球落点位置到O点的距离B A球与B球碰撞后 测量A球落点位置到O点的距离C 测量A球或B球的直径D 测量A球和B球的质量 或两球质量之比 E 测量G点相对于水平槽面的高度 课外演练 64 7 ABD 4 气垫导轨是常用的一种实验仪器 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫 使滑块悬浮在导轨上 滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦 我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律 实验装置如图4 2所示 采用的实验步骤如下 A 用天平分别测出滑块A B的质量mA mB B 调整气垫导轨 使导轨处于水平 C 在A和B间放一个被压缩的轻弹簧 用电动卡销锁定 静止放置在气垫导轨上 D 用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1 E 按下电钮放开卡销 同时分别记录滑块A B运动时间的计时器开始工作 当A B滑块分别碰撞C D挡板时计时结束 记下A B分别到达C D的运动时间t1 t2 课外演练 1 实验中还应测量的物理量是 2 利用上述测量的实验数据 验证动量守恒定律的表达式是 上式中算得的A B两滑块的动量大小并不完全相等 产生误差的原因是 课外演练 测量质量 时间 距离都会存在误差 另外由于阻力 气垫导轨不水平也会造成误差 THANKYOU