人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 4.实验验证动量守恒定律.ppt

解析(1)根据小球的平抛运动规律,可以用位移x代替速度v,故可以通过测量小球做平抛运动的水平位移来代替测量小球碰撞前后的速度。(2)待测的物理量就是水平位移lOM、lON和两个小球的质量m1、m2,所以要完成的必要步骤是ADE。(3)若两球碰撞前后动量守恒,则m1v0=m1v1+m2v2,又lOP=v0t,lOM=v1t,lON=v2t,代入得m1·lOP=m1·lOM+m2·lON。对点演练1.(2024山西大同月考)某同学设计了一个用打点计时器“验证动量守恒定律”的实验:在小车O的前端粘有橡皮泥,后端连一纸带,推动小车O使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车N相碰并粘在一起,继续做匀速运动。他设计的具体装置如图甲所示。(1)长木板右端下面垫放一小木片的目的是???。?(2)若已获得的打点纸带如图乙所示,A为运动的起点,各计数点间距分别记为lAB、lBC、lCD和lDE,用天平测得O、N两车的质量分别为mO、mN,则需验证的表达式为??。?平衡摩擦力mA·lBC=(mA+mB)·lDE解析(1)长木板右端下面垫放一小木片,目的是平衡摩擦力,使小车拖着纸带在木板上做匀速运动。探究点二数据处理与误差分析典例剖析【例题2】(2024山东莱芜月考)某同学设计了一个用打点计时器“验证动量守恒定律”的实验,在小车甲的前端粘有橡皮泥,设法使小车甲做匀速直线运动,然后与原来静止的小车乙相碰并粘在一起继续做匀速运动,如图1所示。在小车甲的后面连着纸带,电磁打点计时器的频率为50Hz。图1(1)若已获得的打点纸带如图2所示,并测得各计数点间的距离,则应选图中段来计算小车甲碰前的速度,应选段来计算小车甲和小车乙碰后的速度。?图2(2)已测得小车甲的质量m甲=0.40kg,小车乙的质量m乙=0.20kg,则由以上结果可得碰前m甲v甲+m乙v乙=kg·m/s,碰后m甲v甲+m乙v乙=kg·m/s。?(3)从实验数据的处理结果来看,小车甲、乙碰撞的过程中,不变的物理量是。?BCDE0.4200.417小车甲、乙组成的系统碰撞前后的总动量解析(1)因为小车甲与乙碰撞前、后都做匀速运动,且碰后小车甲与乙粘在一起,其共同速度比小车甲原来的速度小,所以,应选点迹分布均匀且点距较大的BC段计算小车甲碰前的速度,选点迹分布均匀且点距较小的DE段计算小车甲和乙碰后的速度。(2)由题图可知,碰前小车甲的速度和碰后小车甲、乙的共同速度分别为故碰撞前m甲v甲+m乙v乙=0.40×1.05kg·m/s+0.20×0kg·m/s=0.420kg·m/s碰撞后m甲v甲+m乙v乙=(m甲+m乙)v甲=(0.40+0.20)×0.695kg·m/s=0.417kg·m/s。(3)数据处理表明,m甲v甲+m乙v乙≈m甲v甲+m乙v乙,即在实验误差允许的范围内,小车甲、乙组成的系统碰撞前后总动量是不变的。对点演练2.(2024山东烟台月考)在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示的两种装置:(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.m1m2,r1r2 B.m1m2,r1r2C.m1m2,r1=r2 D.m1m2,r1=r2C(2)若采用图乙所示装置进行实验,以下所提供的测量工具中一定需要的是。?A.刻度尺 B.游标卡尺C.天平 D.弹簧测力计E.秒表(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的结论为。(用装置图中的字母表示)?ACm1·lOP=m1·lOM+m2·lQN解析(1)为防止反弹造成入射小球返回斜槽,要求入射小球质量大于被碰小球质量,即m1m2;为使入射小球与被碰小球发生对心碰撞,要求两小球半径相同,故C正确。(2)设入射小球为a,被碰小球为b,a球碰前的速度为v1,a、b相碰后的速度分别为v1、v2。由于两球都从同一高度做平抛运动,故两球的运动时间相同。因此,需验证的动量守恒关系m1v1=m1v1+m2v2可表示为m1x1=m1x1+m2x2。所以需要刻度尺、天平,而不需要弹簧测力计、秒表。由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平