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实验专题（四）2013.3.29 研究平抛运动 验证动量守恒定律 【教学目标】 1、能够说出主要实验步骤 2、能够正确处理实验数据 3、对实验结果进行误差分析 【重点难点】 处理实验数据，分析实验误差 【实施过程】 例题（2011零模）用图6所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验。 ①对于实验的操作要求，下列说法正确的是A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道末端可以不水平 D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来 ②根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图7所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为 ，小球抛出后的水平速度为 。 练习1（2012四川卷）．（17分） 1 某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得mA 0.04 kg，mB 0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是____s，A球落地时的动能是____J。（忽略空气阻力，g取9.8m/s2） 【答案】：0.5 0.66 【分析点拨】考查自由落体运动以及机械能守恒。 【解析】：，代入数据可知时间；根据和机械能守恒联立可得：。 【考点定位】、和是轨迹图线上的3个点，和、和之间的水平距离相等。 完成下列填空：（重力加速度取） （1）设、和的横坐标分别为、和，纵坐标分别为、和，从图2中可读出 _____m， _______m， ________m（保留两位小数）。 （2）若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。利用（1）中读取的数据， 求出小球从运动到所用的时间为________s，小球抛出后的水平速度为______（均可用根号表示）。 （3）已测得小球抛也前下滑的高度为0.50m。设和分别为开始下滑时和抛出时的机械能，则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失， ____________%（保留两位有效数字） （1）0.61； 1.61； 0.60 （2）0.20； 3.0 （3）8.2 验证动量守恒定律 例题2011北京）如图2，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．小球开始释放高度h B小球抛出点距地面得高度H C小球做平抛运动的射程 ②图2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，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。 接下来要完成的必要步骤是 填选项的符号 A.用天平测量两个小球的质量m1、m2 B.测量小球m1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m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E.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）。 ④经测定，，小球落地点的平均位置到Ｏ点的距离如图３所示。碰撞前、后m1的动量分别为与，则： ：11；若碰撞结束时m2的动量为,则： 11: 。 实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为 。 ⑤有同学认为在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用④中已知的数据，分析计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为 cm C ②ADE或DEA或DAE m1OM+m2ON m1OP m1OM2+m2ON2 m1O2 ④14，2.9，1—1.01 76.8 练习1 （06天津）用半径相同的两小球、的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意如上题图，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放球，使球从斜槽上某一固定点由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把球静置于水平槽前端边缘处，让球仍从处由静止滚下，球和球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的点是重垂直所指的位置，若测得各落点痕迹到点的距离