2018版高考物理总复习第12章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核实验十九探究碰撞中的不变量鸭课件.ppt

* 实验十九　探究碰撞中的不变量(选考) [考纲解读]　(1)尝试设计实验方案，知道实验需要测量的物理量和所需器材。(2)根据不同的实验方案设计实验记录表，收集并正确记录数据。(3)分析实验数据，得出实验结论。 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＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒。 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。 实验步骤 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(如图所示) 1.测质量：用天平测出滑块质量。 2.安装：正确安装好气垫导轨。 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(①改变滑块的质量。②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(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 后它们相碰。 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。 方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(如图所示) 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。 2.验证的表达式 方案一、二、三：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。 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，两小球静止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： ①斜槽末端的切线必须水平； ②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放； ③选质量较大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。 3.探究结论 寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。 1.在用气垫导轨进行实验时，不需要测量的物理量是(　　) A.滑块的质量 B.挡光的时间 C.挡光片的宽度 D.光电门的高度 解析　从实验原理出发进行分析，A、B、C三个选项都是必须要测量的物理量。 答案　D 考点一　实验原理及实验操作 2.(多选)在利用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验中，下列操作正确的是(　　) A.相互作用在两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量 B.相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了使两车碰撞后粘在一起 C.先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车 D.先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源 解析　改变小车的质量可以加砝码，装上撞针和橡皮泥，这样做是为了使两车碰撞后粘在一起，有共同的速度，选项A错误，B正确；打点计时器的使用原则是先接通电源，再释放纸带，选项C正确，D错误。 答案　BC 3.用如图所示的装置也可以完成“探究碰撞中的不变量”实验。 (1)若实验中选取的A、B两球半径相同，为了使A、B发生一维碰撞，应使两球悬线长度　　　　，悬点O1、O2之间的距离等于　　　　。 (2)若A、B两球的半径不相同，利用本装置能否完成实验？如果你认为能完成，请说明如何调节？ *