实验 验证动量守恒定律.ppt

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1、(对应学生用书P240)一、实验目的1．验证一维碰撞中的动量守恒．2．探究一维弹性碰撞的特点．二、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′＝m1v′1＋m2v′2，看碰撞前后动量是否守恒．三、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：带细线的摆球(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

2、针、橡皮泥．方案四：斜槽、大小相等质量不同的小钢球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板．四、实验步骤方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验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和方向)．4.验证：一维碰撞中的动量守恒．方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验1.测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2.2.安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起

3、来．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．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．(对应学生用书P241)要点一注意事项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实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平．(2)若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直．将小

4、球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内．(3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力．(4)若利用斜槽小球碰撞应注意：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．3．探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变．要点二误差分析1.系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：(1)碰撞是否为一维碰撞；(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

5、木板实验是否平衡掉摩擦力．2．偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量．某同学用如右图所示装置来验证动量守恒定律，让质量为m1的小球从斜糟某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为m2的小球发生碰撞．(1)实验中必须要求的条件是__________．A．斜槽必须是光滑的B．斜槽末端的切线必须水平C．m1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度D．m1每次必须从同一高度处滚下(2)实验中必须测量的物理量是__________．A．小球的质量m1和m2B．小球起始高度hC．小球半径R1和R2D．小球起飞的时间tE．桌

6、面离地面的高度HF．小球飞出的水平距离s[解析]本题考查验证动量守恒定律实验的基本原理和实验方法．(1)实验中为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，要使两球碰后均平抛，两球心必须在同一高度，要保证小球m1碰前速度不变，m1每次必须从同一高度滚下，斜槽没必要保证光滑，故B、C、D正确．(2)必须测量两球质量m1、m2和小球平抛的水平距离，故选A、F.[答案](1)BCD(2)AF(对应学生用书P241)题型一实验原理的理解和误差分析例1(2011·辽宁模拟)某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”

7、的实验，气垫导轨装置如下图(a)所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨空腔内通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带

8、移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先________________，然后________________，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带．重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如上图(b)所示；⑧测得滑块1的质量310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g.完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑