（新课标）高考物理一轮总复习实验七验证动量守恒定律教案

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1、实验七　验证动量守恒定律[实验目的]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时总动量守恒．[实验原理]在一维碰撞中，测出物体的质量和碰撞前、后物体的速度，算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否相等．[实验器材]斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规等．[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

2、底端水平．3．白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好，记下重垂线所指的位置O.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P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N.如实验原理图乙所示．6．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m1＝m1＋m2，看在误

3、差允许的范围内是否成立．7．整理好实验器材放回原处．8．实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒．[数据处理]验证表达式：m1·＝m1·＋m2·[注意事项]1．斜槽末端的切线必须水平；2．入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；3．选质量较大的小球作为入射小球；4．实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．[误差分析]1．系统误差(1)斜槽末端不水平；(2)入射小球与被碰小球是否正碰．2．偶然误差(1)入射小球不从同一高度静止释放．(2)小球落点的确定．热点一　实验原理与操作[典例1

4、]　某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验，先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道水平段的最右端上，让a球仍从固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．(1)本实验必须测量的物理量有．A．斜槽轨道末端距水平地面的高度HB．小球a、b的质量ma、mbC．小球a、b的半径rD．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tE．记录纸上O点到A、B、C各点的距离、、F．a球的固定释放点到斜槽轨

5、道末端水平部分间的高度差h(2)放上被碰小球b，两球(ma>mb)相碰后，小球a、b的落地点依次是图中水平面上的点和点．(3)某同学在做实验时，测量了过程中的各个物理量，利用上述数据验证碰撞中的动量守恒，那么判断的依据是看和在误差允许范围内是否相等．解析：(1)B点是不发生碰撞时a球的落地点，A点是发生碰撞后a球的落地点，C点是碰后b球的落地点．设小球a运动到轨道末端时的速度大小为vB，与球b发生碰撞后的瞬时速度大小为vA，碰后b球的速度大小为vC，本实验就是要验证关系式mavB＝mavA＋mbvC是否成立，因

6、为小球做平抛运动的高度相同，下落时间相同，它们在水平方向上的位移与水平方向上的速度成正比，所以本实验也可以验证ma·＝ma·＋mb·是否成立，B、E正确．(2)两球碰撞后，a球在水平方向上的分速度较小，下落时间相同时，落地时的水平位移也较小，所以小球a、b的落地点依次是图中水平面上的A点和C点．(3)根据(1)的分析，判断两球碰撞过程中的动量是否守恒的依据是看ma·和ma·＋mb·在误差允许范围内是否相等．答案：(1)BE　(2)A　C　(3)ma·　ma·＋mb·1．在“验证动量守恒定律”的实验中，已有的实验

7、器材有：斜槽轨道，大小相等质量不同的小钢球两个，重锤线一条，白纸，复写纸，圆规．实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图所示．试根据实验要求完成下列填空：(1)实验前，轨道的调节应注意．(2)实验中重复多次让a球从斜槽上释放，应特别注意．(3)实验中还缺少的测量器材有．(4)实验中需测量的物理量是．(5)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式成立．解析：(1)由于要保证两物体发生弹性碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必须保证槽的末端的切线是水平的．(2)由于实验要重复进行多次以确定同一个弹性碰撞

8、后两小球的落点的确切位置，所以每次碰撞前入射球a的速度必须相同，根据mgh＝mv2可得v＝，所以每次必须让a球从同一高处由静止释放．(3)要验证mav0＝mav1＋mbv2，由于碰撞前后入射球和靶球从同一高度同时做平抛运动，根据h＝gt2可得两球做平抛运动的时间相同，故可验证mav0t＝mav1t＋mbv2t，而v0t＝，v1t＝，v2t＝ON，故只需验证ma＝ma＋mb，所以要测量a