步步高实验十五 验证动量守恒定律

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1、实验十五验证动量守恒定律【考纲解读】1.会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小2验证在系统不受外力的作用下，系统内物体相互作用吋总动量守恒.基本实验要求1.实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量加和碰撞前、后物体的速度0、沪，算出碰撞前的动量卩=加i°+加2血及碰撞后的动量//=〃Wi'+m2v2f，看碰撞前后动量是否守恒.2.实验器材斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等.3.实验步骤(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)按照实验原理图甲安装实验装置•调整、固定斜槽使斜槽底端水平.(3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺

2、放好.记下重垂线所指的位置0.(4)不放被撞小球，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小球所有的落点都圈在里面.圆心尸就是小球落点的平均位置.(5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，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和被撞小球落点的平均位置M如实验原理图乙所示.⑹连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度.将测量数据填入表中.最后代入mrOP=m^OMf何,看在误差允许的范围内是否成立.(7)整理好实验器材放冋原处.(7)实验结论：在实验误差允许范围内，碰

3、撞系统的动量守恒.规律方法总结1.数据处理验证表达式：加卩1+加202=加1°1'+加2°2‘2.注意事项(1)前提条件保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞Z前沿同一直线运动，碰撞Z后还沿这条直线运动.(2)利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即心初2,防止碰后心被反弹.［备课笔记］考点一实验原理与实验操作【例1】某同学用如图1所示装置通过半径相同的力、B两球(仏＞〃力)的碰撞来验证动量守恒定律.图中尸0是斜槽，07?为水平槽.实验时先使/球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕

4、迹.再把8球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让/球仍从位置G由静止开始滚下，和8球碰撞后，A.3球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作1()次.图1中O点是水平槽末端人在记录纸上的垂直投影点.3球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R.O所在的平面，米尺的零点与O点对齐.图1(1)碰撞后B球的水平射程应取cm.(2)在以下选项中，本次实验必须进行测量的有(填选项号).A.水平槽上未放B球吋，测量力球落点位置到。点的距离A.A球与B球碰撞后，测量/球及B球落点位置到O点的距离B.测量/球或B球的直径A.测量力球和〃球的质量(或两球质量之比)B

5、.测量水平槽面相对于0点的高度(1)实验屮，关于入射球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是()A.释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B.释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C.释放点越高,两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D.释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小解析(1)用一尽可能小的圆把小球落点圈在里面，可知圆心的位置是65.7cm,这也是小球落点的平均位置.(2)本实验中要测量的数据有：两个小球的质量加I、心，三个落点到O点

6、的距离Xi、兀2、x3,所以应选A、B、D.(1)入射球的释放点越高，入射球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力的影响相对越小，可以较好的满足动量守恒的条件，也有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，选项C正确.答案(1)65.7(2)ABD(3)C【变式题组】1・［实验操作］某同学用如图3所示的装置来验证动量守恒定律.图中卩0为斜槽，QR为水平槽.实验时先使Q球从斜槽上某一固定位置Grfl静止开始滚下，落到位于水平地而的记录纸上，留下痕迹.关于小球落点的下列说法中正确的是()A.如果小球每一次都从同一点无初速释放，重复几次的落点应当是重合的B.

7、由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不重合是正常的，但落点当比较密集C.测定B点位置吋，如果重复10次的落点分别为伤、民、禺、•・％,则OB应取00、,.__,,..阳OB[+O32+…+°〃i()OB2.OB3…OB®的平均值，即03=花A.用半径尽量小的圆把耳、园、ByBw圈住，这个圆的圆心就是入射球落点的平均位置B答案BD解析重复操作时小球的落点不会全重合，但距离应较近.确定落点位置的方法是画最小的圆圈定落点，圆心作为落点位置.2.[实验原理和操作]如图4所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图.入射小球OMPN图4(1)若入射小球质量为〃“，半径为厂

8、1；被碰小球质量为加2，