2020届高考物理人教版(天津专用)一轮复习课件:实验课8 验证动量守恒定律 .pptx
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1、实验课8 验证动量守恒定律,-2-,一、实验目的 验证动量守恒定律。 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=m1v1+m2v2,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、圆规、
2、三角板。,-3-,四、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(改变滑块的质量;改变滑块的初速度大小)。 (4)验证:一维碰撞中的动量守恒。,-4-,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
3、后摆球摆起的角度,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。,-5-,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 算出速度。 (5)改变条件:改变碰撞条件,重复实验。 (6)验证:
4、一维碰撞中的动量守恒。,-6-,4.方案四: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。,-7-,(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
5、置N。 (6)测量OP、OM、ON的长度,在误差允许的范围内,看m1OP=m1OM+m2ON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。,-8-,五、数据处理 (1)速度的测量,-9-,(2)验证的表达式 方案一、二、三:m1v1+m2v2=m1v1+m2v2。 方案四:m1OP=m1OM+m2ON。,-10-,六、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等。 2.偶然误差:主要来源于质量m和速度v的测量。,-11-,七、注意事项
6、1.碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 2.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。 3.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,将小球拉起后,两条摆线应在同一竖直平面内。 4.若利用长木板进行实验,可在长木板下垫一个小木片以平衡摩擦力。 5.若利用斜槽进行实验,入射球质量m1要大于被碰球质量m2,即m1m2,防止碰后m1被反弹,且两球半径r1=r2=r。,-12-,考向1,考向2,考向3,实验原理与操作 例1某同学用如图甲所示装置来验证动量守恒定律,实验时先让小球a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
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