实验七验证动量守恒定律(新课标复习资料).ppt

共 38 页 实验七 验证动量守恒定律 第一关:基础关 展望高考 基础知识 (一)实验目的 验证动量守恒定律: (二)实验原理 (1)两个质量大小不同的小球m1?m2发生正碰,若碰前m1的速度为v1,m2静止,且碰撞瞬间,两球构成系统动量恒定,若碰后m1?m2的速度分别为v′1和v′2,据动量守恒定律应有:m1v1=m1v′1+m2v′2,故只要测出两球质量m1=?m2=?及碰撞前后二球的速度v1,v′1和v′2就可验证碰撞过程动量是否守恒.(如图所示) (2)将小球m2放在斜槽末端,让小球m1从斜槽上滚下与m2相碰,碰后二球均做平抛运动,因为它们下落高度相同,飞行时间也就相同,它们飞行的距离s=vt与小球开始平抛时的速度成正比. 下图中 OP=v1t ① OM=v′1t ② ON=v′2t ③ 如果实验测得m1?m2?OP?OM?ON满足 m1OP=m1OM+m2ON 将①②③代入消去t即可看到 m1v1=m1v′1+m2v′2 这样就验证了动量守恒定律 (三)实验器材 斜槽轨道,体积相同质量不同的两个小球?重锤线?白纸?复写纸?刻度尺?天平?圆规. 第二关:技法关 解读高考 解题技法 一? 实验注意事项 技法讲解 1.要调节好实验装置,使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平,使碰撞后的速度方向在水平方向上. 2.应使入射小球的质量大于被碰小球的质量. 3.每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下.可在斜槽上适当高度处固定一挡板,使小球靠着挡板,然后释放小球. 4.白纸铺好后不能移动. 典例剖析 【例1】 “验证动量守恒定律”的实验必须满足的条件是( ) A.轨道末端的切线必须是水平的 B.斜槽轨道必须光滑 C.入射球m1每次必须从同一高度滚下 D.入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度 [解析] 为了保证小球碰后做平抛运动,轨道应调整末端的切线必须水平.为了保证入射小球m1滑到斜槽末端时速度不变,应从同一高度处滚下来,至于斜槽是否光滑对实验无影响.两球要对心正碰,且碰后m2球水平飞出,所以m1?m2两球的球心必须在同一高度.应选A?C?D. [答案] ACD 二? 实验误差的来源分析 技法讲解 1.应多次进行碰撞,两球的落地点均要通过取平均位置来确定,以减小偶然误差. 2.在实验过程中,使斜槽末端切线水平和两球发生正碰,否则两小球在碰后难以做平抛运动. 3.适当选择挡球板的位置,使入射小球的释放点稍高,以获得较大的入射速度. 4.实验过程中白纸位置发生移动,导致在白纸上的落点位置发生较大变化,也会给测量带来误差. 典例剖析 【例2】 在“验证动量守恒定律”实验中,产生误差的主要原因有( ) A.碰撞前入射小球的速度方向?碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的方向不是绝对沿水平方向 B.小球在空中飞行时受到空气阻力 C.通过复写纸描得的各点,不是理想的点,有一定的大小,从而带来作图上的误差 D.测量长度时有误差 [解析] 若入射小球和被碰小球的运动方向不是绝对沿水平方向,就不能保证它们做平抛运动,给验证带来很大误差.小球在空中飞行时受空气阻力大小与速度大小有关,速度越大阻力越大,因而落地点到抛出点的水平距离会有系统误差.落点的确定及长度的测量会存在偶然误差. [答案] ABD 三? 实验操作技巧 技法讲解 1.如何确定落点位置? 用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心就是小球落点的平均位置. 2.如何确定斜槽的末端点的切线水平? 把小球放在斜槽末端的水平部分,调整斜槽末端的固定螺丝,若小球在水平部分的任意位置都能平衡,说明斜槽末端点的切线已经调到水平. 3.需要进行哪些测量? 用天平测出入射小球和被碰小球的质量m1?m2. 用刻度尺测出未放被碰小球时,入射小球从斜槽上滚下时落地点P到O的距离OP,再测出放上被碰小球,两球发生碰撞后两球落地点到O的距离OM?ON. 典例剖析 【例3】 在验证动量守恒的实验中必须测量的量是( ) A.小球的质量m1和m2 B.小球半径r1和r2 C.桌面离地的高度H D.小球起始高度 E.从两球相碰到两球落地的时间 F.小球m1单独滚下的水平距离 G.两小球m1和m2相碰后飞出的水平距离 [解析] 在本实验中,直接测量的量有:两小球质量m1?m2;入射小球 m1单独滚下做平抛运动的水平距离和两小球相碰后飞出做平抛运动的水平距离.两小球在平抛运动中,在竖直方向上发生的位移相同,两小球做平抛运动的时间相等,因此它们在水平方向上做匀速分运动的时间也相等,可以利用水平运动距离的测量代替对速度的测量.故不需要测小球平抛运动的起始高度?桌面的高度及两球做平抛的运动时间,选项A?F?G正确. [答案] AFG 第三关:训练