2019年高考物理第六章动量守恒定律及其应用实验七验证动量守恒定律学案

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1、实验七　验证动量守恒定律板块一　主干梳理·夯实基础　实验原理与操作◆　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。方案二：带细绳的摆球(相同的两套)、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、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆

2、规、三角板。◆　实验步骤1．方案一：利用气垫导轨验证一维碰撞中的动量守恒(1)测质量：用天平测出滑块的质量。(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)。(4)验证：一维碰撞中的动量守恒。2．方案二：利用摆球验证一维碰撞中的动量守恒(1)测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。(2)安装：把两个等大的摆球用等长悬线悬挂起来。(3)实验：一个摆球静止，拉起另一个摆球，放下时它们相碰。(4)测速度：测量摆球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应摆球的速度；测量碰撞后摆球摆起的角度，

3、从而算出碰撞后对应摆球的速度。(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。3．方案三：利用光滑桌面上两小车相碰验证一维碰撞中的动量守恒(1)测质量：用天平测出两小车的质量m1、m2。(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的限位孔连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。(3)实验：接通电源，让小车A运动，小车B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥，把两小车连接在一起共同运动。(4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v＝算出速度。(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。4．方案

4、四：利用平抛运动规律验证动量守恒定律(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球。(2)按要求安装好实验装置，并调整斜槽使斜槽末端切线水平。(3)白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置O。(4)不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次。用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置。(5)把被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽上同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。用步骤(4)的方法，标出碰后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。(6)测量OP、OM、ON的长度，在误差

5、允许的范围内，看m1·OP＝m1·OM＋m2·ON是否成立。(7)整理好实验器材并放回原处。(8)实验结论：在误差允许的范围内，讨论碰撞系统的动量是否守恒。　数据处理与分析◆　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验证，调整气垫导轨时，应注意利用水平仪确保导轨水平。(2)若利用摆球进行验证，两摆球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直面内。(3)利用两小车相碰进行验证时，要注意平衡摩擦力。(4)利用平抛运动规律进行验证，安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜槽末端水平，且选质量较大的

6、小球为入射小球。3．探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不变。◆　误差分析1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求。(1)碰撞是否为一维。(2)实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验时是否平衡掉摩擦力。2．偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量。3．改进措施(1)设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件。(2)采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差。板块二　考点细研·悟法培优考点实验方案及数据处理1.实验方案方案一：利用气垫导轨和光电门完成一维碰撞。方案二：利用等长悬线挂等大小球完成一维碰撞。方案三：在光滑水平面上，

7、利用两小车和打点计时器完成一维碰撞。方案四：利用斜槽上滚下的小球与被撞小球完成一维碰撞。2．数据处理(1)速度的测量方案一：滑块速度的测量：v＝，式中Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。方案二：摆球速度的测量：v＝，式中h为小球释放时(或碰撞后摆起的)高度，h可用刻度尺测量(也可由量角器和摆长计算出)。方案三：小车速度的测量：v＝，式中Δx是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，Δt为小车经