江苏专版2019高考物理一轮复习学案:第五章能量和动量含答案

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1、第五章能量和动量实验六•验证动量丈恒産律实验目的:验证动量守恒定律。实验原理:在一维碰撞中,测出物体的质暈/〃和碰撞前后物体的速度y、/,找出碰撞前的动量p=nhVz及碰撞后的动量//=/〃1才+/ikv2f,看碰撞前后动量是否守恒。实验方案[实验方案一]利用气垫导轨完成一维碰撞实验[实验器材]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、橡皮泥等。[实验步骤]1.测质量:用天平测出滑块质量。2.安装:正确安装好气垫导轨。3.实验:接通电源,利用配套的光电汁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

2、和方向)。4.验证:一维碰撞中的动量守恒。[数据处理]1•滑块速度的测量:『=¥,式中为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出,也可直接测量),A广为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。2.验证的表达式:m.v+m?.v?=nhV}1+m>V2,。[实验方案二]利用等长摆球完成一维碰撞实验[实验器材]带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。[实验步骤]1.测质量:用天平测出两小球的质量勿、饥。2.安装:把两个等大小球用等长悬线悬挂起來。3.实验:一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰。4.测速度:可以测量小球被拉起的角度,从而算出碰撞前对应小

3、球的速度,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后对应小球的速度。1.改变条件:改变碰撞条件,重复实验。2.验证:一维碰撞小的动量守恒。[数据处理]1.摆球速度的测量:孑=返窈,式中力为小球释放吋(或碰撞后摆起的)高度,力可用刻度尺测量(也可由量角器和摆长计算出)。2.验证的表达式:m.vx+m>V2=iihvy'+/n>V2,□[实验方案二]利用两辆小车完成一维碰撞实验[实验器材]光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。[实验步骤]1.测质量:用天平测出两小车的质量。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,连在小车的后面,在两小

4、车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。3.实验:接通电源,让小车力运动,小车〃静止,两车碰撞时撞针插入橡皮泥屮,把两小车连接成-个整体运动。△X4.测速度:通过纸带上两计数点

5、'可的距离及吋间,由出速度。5.改变条件:改变碰撞条件,重复实验。6.验证:一维碰撞屮的动量守恒。[数据处理]Ax1.小车速度的测量:H=p,式屮Ax是纸带上两计数点间的距离,可用刻度尺测量,At为小车经过Ax的时间,可由打点间隔算出。2.验证的表达式:优旳+/〃2血=〃?1旳'+nhV2,o[实验方案四]利用斜槽滚球验证动量守恒定律[实验器材]斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。[实验步骤]1.测质量:

6、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.安装:按照如图所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端水平。入射小球被播小球1.铺纸: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0。2.放球找点:不放被撞小球,每次让入射小球从斜槽上某固定髙度处自由滚下,重复10次。用圆规画尽暈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。3.碰撞找点:把被撞小球放在斜槽末端,每次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财和被撞小球落点的平均位置汕如图所示。()广、厂、广、•MPN4

7、.验证:连接ON,测量线段OP、如、別的长度。将测量数据填入表中。最后代入別・OP=创・OM+nk・ON,看在误差允许的范围内是否成立。5.结朿:整理好实验器材放冋原处。[数据处理]验证的表达式:nh•OP=m•OM+nh•ON。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)若利用两小车相碰进行验证,要注意平衡摩擦力。(4)若利用平抛运动规律进行验证,

8、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:主要來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,用长木板实验时是否平衡掉摩擦力。1.偶然误差:主要来源于质量〃力、加和碰撞前后速度(或水平射程)的测量。突破点(一)实验原理与操作[例1]如图,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

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