高考物理试题：实验十六验证动量守恒定律.pptVIP

* 实验十六 验证动量守恒定律 实验准备 实验目的 (1)验证一维碰撞中的动量守恒定律． (2)探究一维弹性碰撞的特点． 实验器材 ________、大小相等质量不同的小钢球两个、重锤线、白 纸、__________、天平、刻度尺、________、铅笔等． 实验原理 在一维碰撞中，测出物体的质量 m1、m2 和碰撞前后物体的 速度 v、v2 和 v1′、v2′，算出碰撞前的动量 p＝m1v1＋m2v2及 碰撞后的动量 p′＝m1v1′＋m2v2′，即可验证碰撞前后动量是 否守恒． 斜槽 复写纸 圆规 实验过程 实验步骤 水平高度 (1)先用天平测出小钢球的质量 m1、m2. (2)按要求安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使斜槽的 末端切线________，把被碰小球放在斜槽前边的小支柱上，调 节实验装置使两小球碰撞时处于同一____________，确保碰撞 后的速度方向水平． 复写纸 (3)在地上铺一张白纸，白纸上铺放__________． (4)在白纸上记下重锤线所指的位置 O，它表示入射小球 m1 碰撞前球心的竖直投影位置． 水平 (5)先不放___________，让入射小球从斜槽上___________ 处滚下，重复 10 次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点 圈在里面，圆心就是入射小球不碰撞时的落地点平均位置 P. (6)把____________放在小支柱上，让入射小球从同一高度 滚下，使它们发生正碰，重复 10 次，同理求出入射小球落点的 平均位置 M 和被碰小球落点的平均位置 N. 被碰小球 同一高度 被碰小球 (7)过 O、N 在纸上作一直线，取 OO′＝2r，O′就是被碰 小球碰撞时球心的竖直投影位置．(如图 S16-1 所示) 图S16-1 (8)用刻度尺测出线段 OM、OP、O′N 的长度，把两小球 的质量和相应的水平位移数值代入________________________， 看等式是否成立． m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N (9)整理实验器材放回原处． 实验分析 注意事项 (1)前提条件：碰撞的两小球应保证“水平”和“正碰”． (2)斜槽末端必须水平；入射小球每次都必须从斜槽上同一 高度静止滚下；白纸铺好后不能移动；入射小球的质量应大于 被碰小球的质量，即 m1＞m2，且 r1＝r2＝r. 误差分析 (1)系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即碰 撞是否为一维碰撞． (2)偶然误差：主要来源于质量 m 和平抛的水平距离的测量． 【基础检测】 如图 S16-2 所示为实验室验证动量守恒定律的实验装置示 意图． 图S16-2 (1)若入射小球质量为 m1、半径为 r1，被碰小球质量为 m2、 半径为 r2，则( ) A．m1＞m2，r1＞r2 B．m1＞m2，r1＜r2 C．m1＞m2，r1＝r2 D．m1＜m2，r1＝r2 (2)(多选)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的 是( ) A．刻度尺 C．天平 B．游标卡尺 D．秒表 (3)设入射小球的质量为 m1，被碰小球的质量为 m2，P 为碰 撞前入射小球落点的平均位置，若关系式_______________(用 m1、m2 及图中字母表示)成立，则表示碰撞中动量守恒． 答案：(1)C (2)AC (3)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON 》》》考点 实验操作和原理的考查 ⊙重点归纳 (1)实验常考的操作 ①调节斜槽末端水平：把一小球放在斜槽末端，若小球不 滚动，则已经水平． ②入射小球每次都要从同一高度由静止释放，保证碰撞前 的速度不变． ③小球平均落点的确定：用一个最小的圆把小球的所有落 点圈在一起，这个圆的圆心就是小球的平均落点． (2)实验原理 ①质量分别为 m1 和 m2 的两小球发生正碰，碰前 m1 运动， m2 静止，根据动量守恒定律应有 m1v1＝m1v1′＋m2v2′. ②各小球在同一高度做平抛运动，运动时间相等，则动量 守恒时有 m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N.(如图 S16-3 所示) 图S16-3 ⊙典例剖析 例题：如图 S16-4 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． 图S16-4 (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________，间接地解决这个问题． A．小球开始时的释放高度