2013届高考沪科版物理一轮复习课件：实验十六 验证动量守恒定律.ppt

1、栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律实验十六 验证动量守恒定律栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律知识要点归纳实验目的1.验证一维碰撞中的动量守恒.2.探究一维弹性碰撞的特点.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律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率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.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律实验器材方

2、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.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.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律方案三: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,大小相等质量不同的小钢球两个,重垂线一条,白纸,复写纸,天平一台,刻度尺,圆规.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律过程分析导引实验步骤方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.测质量:用天平测出滑块质量.2.安装:正确

3、安装好气垫导轨.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律3.实验:接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(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.方案二:利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律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.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证

4、动量守恒定律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.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律方案三:在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验1.测质量:用天平测出两小车的质量.2.安装:将打点计时器固定在光滑长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律栏目导引知识要点归纳过程分析导引

5、知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律方案四:利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验1.先用天平测出小球质量m1、m2.2.按图1421所示那样安装好实验装置,将斜槽固定在桌边,使槽的末端点切线水平,调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度,栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律且碰撞瞬间,入射小球与被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行,以确保正碰后的速度方向水平.图1421栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律3.在地上铺一张白纸,在白纸上铺放复写纸.4.在白纸上记下重垂线所指的位置O,它表

6、示入射小球m1碰前的位置.5.先不放被碰小球,让入射小球从斜槽上同一高度处滚下,重复10次,栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心就是入射球发生碰撞前的落地点P.6.把被碰小球放在斜槽末端边缘处,让入射小球从同一高度滚下,使它发生正碰,重复10次,仿步骤5求出入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律7.过O和N在纸上作一直线.8.用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度.把两小球的质量和相应的数值代入m1O

7、Pm1OMm2ON,看是否成立.9.整理实验器材放回原处.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律数据处理1.无论用什么方法都要用天平测出两物体的质量.2.在不同的方案中求出物体作用前后的速度或用等效的物理量表示出来.3.最后求出作用前后的总动量,然后验证动量是否守恒.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律误差分析1.系统误差:主要来源于装置本身是否符合要求,即:(1)碰撞是否为一维碰撞.(2)实验是否满足动量守恒的条件,如气垫导轨是否水平,两球是否等大,长木板实验是否平衡掉摩擦力.栏目导引知识要点归纳过程分

8、析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律2.偶然误差:主要来源于质量m和速度v的测量.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律注意事项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.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律(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

9、.(4)若利用斜槽小球碰撞应注意:栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律斜槽末端的切线必须水平.把被碰小球放在斜槽末端边缘处.入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放.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.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律实验典例探究题型 1实验过程及数据处理例1 (2011高考北京理综卷)如图1422所示,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.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练

10、实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律图1422栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律(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.小球开始释放高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律(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m1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m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜

11、轨上S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律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m1、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度H栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM,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,那么还应满足的表达式为_(用(2)中测量的量表示).栏目导引知识要点归纳过

12、程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律(4)经测定,m145.0 g,m27.5 g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图1423所示.碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1,则p1p1_11;若碰撞结束时m2的动量为p2,则p1 p211_.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律图1423栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律(5)有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其他条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大,请你用(4)中已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射

13、程ON的最大值为_cm.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律因此要测量两个小球的质量m1和m2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,没有必要测量小球m1开始释放的高度h和抛出点距地面的高度H.故应完成的步骤是ADE或DEA或DAE.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律栏目导引知识要点归纳过程分析导

14、引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律【答案】(1)C(2)ADE或DEA或DAE(3)m1OMm2ONm1OPm1OM2m2ON2m1OP2(4)142.91.01(11.01句可)(5)76.8栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律题型2创新实验设计例2 如图1424所示,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

15、导轨上的运动可视为没有摩擦.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),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.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律c.在A和B间放入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,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.栏目导

16、引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1 和t2.(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,得出关系式_成立,栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和,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_.(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能,请写出表达式.栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律【解析】(1)要测量B的速度必须要先测出B的位移和运动所用时间,故还应测量的物理量为B的右端至D板的距离L2.(2)因为碰撞之前两物体都静止即总动量为零,所以要得出守恒的量是mv的矢量和,栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律栏目导引知识要点归纳过程分析导引知能优化演练实验典例探究实验十六 验证动量守恒定律【答案】见解析