《（廣西專用）高考物理一輪復習 第六章 實驗驗證動量守恒定律課件 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（廣西專用）高考物理一輪復習 第六章 實驗驗證動量守恒定律課件 新人教版（56頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、實驗 驗證動量守恒定律驗證碰撞中的動量守恒驗證碰撞中的動量守恒質量為質量為m m1 1和和m m2 2的兩個小球發(fā)生正碰，若碰前的兩個小球發(fā)生正碰，若碰前m m1 1運動，運動，m m2 2靜止，根靜止，根據(jù)動量守恒定律應有：據(jù)動量守恒定律應有：m m1 1v v1 1=m=m1 1vv1 1+m+m2 2vv2 2因小球從斜槽上滾下后做平拋運動，由因小球從斜槽上滾下后做平拋運動，由 知，只要小球下知，只要小球下落的高度相同，在落地前運動的時間就相同，又由落的高度相同，在落地前運動的時間就相同，又由x=vtx=vt知，若知，若用飛行時間作時間單位，則平拋初速度大小在數(shù)值上就等于小用飛行時間作時
2、間單位，則平拋初速度大小在數(shù)值上就等于小球飛出的水平距離，所以只要測出兩球的質量及兩球碰撞前后球飛出的水平距離，所以只要測出兩球的質量及兩球碰撞前后飛出的水平距離，代入公式就可驗證動量守恒定律飛出的水平距離，代入公式就可驗證動量守恒定律. .即即2htg 式中式中OPOP、OMOM和和ONON的意義如圖所示的意義如圖所示. . 112m OPm OMm ON,斜槽、大小相等質量不同的小球兩個、重垂線一條、白紙、復斜槽、大小相等質量不同的小球兩個、重垂線一條、白紙、復寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī)、三角板寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī)、三角板1.1.用天平測出兩個小球的質量用天平測出兩個小球的質量m m1
3、1、m m2 2，選質量大的，選質量大的m m1 1作為入射小作為入射小球球2.2.按如圖所示，安裝好實驗裝置，按如圖所示，安裝好實驗裝置，使斜槽的末端水平使斜槽的末端水平3.3.在地上鋪一張白紙，白紙上鋪上復寫紙，當小球落在復寫紙在地上鋪一張白紙，白紙上鋪上復寫紙，當小球落在復寫紙上時，便在白紙上留下了小球落地的痕跡上時，便在白紙上留下了小球落地的痕跡4.4.在白紙上記下重垂線所指的位置在白紙上記下重垂線所指的位置O O5.5.先不放上被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度滾下，重先不放上被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度滾下，重復復1010次次. .用盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，
4、圓心用盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心P P就就是小球落點的平均位置是小球落點的平均位置6.6.把被碰小球放在斜槽末端邊緣處，讓入射小球從原來的高度滾把被碰小球放在斜槽末端邊緣處，讓入射小球從原來的高度滾下，使兩球發(fā)生碰撞下，使兩球發(fā)生碰撞. .重復實驗重復實驗1010次次. .用同樣的方法標出碰撞后入用同樣的方法標出碰撞后入射小球落點的平均位置射小球落點的平均位置M M和被碰小球落點的平均位置和被碰小球落點的平均位置N N【錦囊妙訣錦囊妙訣】小球釋放位置同，斜槽末端要水平；為保兩球對心小球釋放位置同，斜槽末端要水平；為保兩球對心碰，兩球半徑要相同；確保碰后不反向，質量小的為被碰；落
5、點碰，兩球半徑要相同；確保碰后不反向，質量小的為被碰；落點位置取均值，水平位移測量精；質量位移來相乘，比較動量判守位置取均值，水平位移測量精；質量位移來相乘，比較動量判守恒恒. .7.7.用刻度尺測量線段用刻度尺測量線段OMOM、OPOP、ONON的長度的長度. .把兩個小球的質量和相把兩個小球的質量和相應的長度數(shù)值代入應的長度數(shù)值代入 看是否成立看是否成立8.8.整理好實驗器材放回原處整理好實驗器材放回原處112m OPm OMm ON碰撞后系統(tǒng)（碰撞后系統(tǒng)（m m1 1、m m2 2）水平方向的總動量小于碰撞前系統(tǒng)水平）水平方向的總動量小于碰撞前系統(tǒng)水平方向的總動量，誤差主要來源于：方向的
6、總動量，誤差主要來源于：1.1.難做到準確的正碰，誤差較大難做到準確的正碰，誤差較大2.2.斜槽末端若不水平，得不到準確的平拋運動而造成誤差斜槽末端若不水平，得不到準確的平拋運動而造成誤差3.O3.O、P P、M M、N N各點定位不準確，測量和作圖有偏差各點定位不準確，測量和作圖有偏差1.1.質量大的作為入射球，質量小的作為被碰球質量大的作為入射球，質量小的作為被碰球. .如果用質量小的如果用質量小的作為入射球，則質量小的球可能反彈，這樣就不能準確測定入作為入射球，則質量小的球可能反彈，這樣就不能準確測定入射小球碰后的速度射小球碰后的速度2.2.該實驗要檢驗斜槽末端水平該實驗要檢驗斜槽末端水
7、平. .檢驗的方法是：將小球輕輕放在檢驗的方法是：將小球輕輕放在斜槽末端的水平部分的任一位置，若小球均能保持靜止，則表斜槽末端的水平部分的任一位置，若小球均能保持靜止，則表明斜槽末端已水平明斜槽末端已水平3.3.入射小球每次必須從同一高度由靜止?jié)L下，且盡可能地讓入射小球每次必須從同一高度由靜止?jié)L下，且盡可能地讓小球的釋放點高些小球的釋放點高些4.4.實驗過程中，實驗桌、斜槽及白紙的位置始終保持不變實驗過程中，實驗桌、斜槽及白紙的位置始終保持不變5.5.在計算時一定要注意在計算時一定要注意m m1 1、m m2 2和和 的對應關系的對應關系OP OM ON、1.1.改進方案改進方案（1 1）實驗
8、器材：氣墊導軌，光電計時器，質量相同的兩個滑塊，）實驗器材：氣墊導軌，光電計時器，質量相同的兩個滑塊，彈簧，細線，砝碼，雙面膠彈簧，細線，砝碼，雙面膠. .（2 2）實驗步驟）實驗步驟. .調整導軌使之處于水平狀態(tài)，并使光電計時器系統(tǒng)正常工作調整導軌使之處于水平狀態(tài)，并使光電計時器系統(tǒng)正常工作. .導軌上一滑塊靜止，用另一滑塊與其碰撞，觀察兩滑塊的速導軌上一滑塊靜止，用另一滑塊與其碰撞，觀察兩滑塊的速度變化度變化. .如圖所示，將兩滑塊用壓縮的彈如圖所示，將兩滑塊用壓縮的彈簧連接在一起燒斷細線，觀察兩滑簧連接在一起燒斷細線，觀察兩滑塊的運動速度塊的運動速度. .在一滑塊上貼上雙面膠，用另一滑塊
9、碰撞它，使兩個滑塊隨在一滑塊上貼上雙面膠，用另一滑塊碰撞它，使兩個滑塊隨后粘在一起向前運動后粘在一起向前運動. .觀察滑塊碰撞前、后速度的變化觀察滑塊碰撞前、后速度的變化. .改變其中某一滑塊的質量，重復以上步驟改變其中某一滑塊的質量，重復以上步驟. .對兩滑塊組成的系統(tǒng)，分析以上幾種情況下碰撞前后系統(tǒng)動對兩滑塊組成的系統(tǒng)，分析以上幾種情況下碰撞前后系統(tǒng)動量是否保持不變量是否保持不變. .2.2.實驗評價實驗評價改進后能進一步減小實驗誤差，且能夠驗證不同運動狀態(tài)下的改進后能進一步減小實驗誤差，且能夠驗證不同運動狀態(tài)下的碰撞規(guī)律，但對實驗器材的要求較高，普及難度較大碰撞規(guī)律，但對實驗器材的要求較
10、高，普及難度較大. . 實驗原理和過程的理解實驗原理和過程的理解【例證例證1 1】（20112011北京高考）北京高考）如圖（如圖（1 1）所示，用）所示，用“碰撞實驗碰撞實驗器器”可以驗證動量守恒定律，即可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系撞前后的動量關系. .實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的. .但是，可但是，可以通過僅測量以通過僅測量_（填選項前的符號），間接地解決這個（填選項前的符號），間接地解決這個問題問題. .A.A.小球開始釋放高度小球開始釋放高度h hB.B.小球
11、拋出點距地面的高度小球拋出點距地面的高度H HC.C.小球做平拋運動的射程小球做平拋運動的射程圖（圖（1 1）中）中O O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時，點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球先讓入射球m m1 1多次從斜軌上多次從斜軌上S S位置靜止釋放，找到其平均落地點位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置的位置P P，測出平拋射程，測出平拋射程OPOP，然后，把被碰小球，然后，把被碰小球m m2 2靜置于軌道的靜置于軌道的水平部分，再將入射球水平部分，再將入射球m m1 1從斜軌上從斜軌上S S位置靜止釋放，與小球位置靜止釋放，與小球m m2 2相相碰，并多次重復碰
12、，并多次重復. .接下來要完成的必要步驟是接下來要完成的必要步驟是_._.（填選項前的符號）（填選項前的符號）A.A.用天平測量兩個小球的質量用天平測量兩個小球的質量m m1 1、m m2 2B.B.測量小球測量小球m m1 1開始釋放高度開始釋放高度h hC.C.測量拋出點距地面的高度測量拋出點距地面的高度H HD.D.分別找到分別找到m m1 1、m m2 2相碰后平均落地點的位置相碰后平均落地點的位置M M、N NE.E.測量平拋射程測量平拋射程OMOM、ONON若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為_（用（用中測量的量表示）；中測量的量表示
13、）；若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為_（用（用中測量的量表示）中測量的量表示）. .經(jīng)測定，經(jīng)測定，m m1 1=45.0 g=45.0 g，m m2 2=7.5 g=7.5 g，小球落地點的平均位置距，小球落地點的平均位置距O O點點的距離如圖（的距離如圖（2 2）所示）所示. .碰撞前、后碰撞前、后m m1 1的動量分別為的動量分別為p p1 1與與p p1 1，則，則p p1 1pp1 1=_11.=_11.若碰撞結束時若碰撞結束時m m2 2的動量為的動量為p p2 2，則，則p p1 1pp2 2=11_.=11_.實驗結果說明碰撞前、
14、后總動量的比值實驗結果說明碰撞前、后總動量的比值 為為_._.112ppp有同學認為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質，其他條有同學認為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運動的射程增大件不變，可以使被碰小球做平拋運動的射程增大. .請你用中已請你用中已知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球m m2 2平拋運動射程平拋運動射程ONON的最大值的最大值為為_cm._cm.【規(guī)范解答規(guī)范解答】在落地高度不變的情況下，水平位移就能反映在落地高度不變的情況下，水平位移就能反映平拋初速度的大小，所以，僅測量小球做平拋運動的射程就能平拋初速度的大小，
15、所以，僅測量小球做平拋運動的射程就能間接測量速度間接測量速度. .因此選因此選C.C.找出平均落地點的位置，測量平拋的水平位移，因此步驟中找出平均落地點的位置，測量平拋的水平位移，因此步驟中D D、E E是必須的，且先是必須的，且先D D后后E E，至于用天平測質量先后均可，至于用天平測質量先后均可. .所以答案所以答案是是ADEADE或或DAEDAE或或DEA.DEA.設落地時間為設落地時間為t t，則，則 動量守恒動量守恒的表達式是的表達式是m m1 1v v1 1=m=m1 1vv1 1+m+m2 2vv2 2，動能守恒的表達式是，動能守恒的表達式是 所以若兩球相碰前后的動量守恒，所以若
16、兩球相碰前后的動量守恒，則則 成立，若碰撞是彈性碰撞，動能守成立，若碰撞是彈性碰撞，動能守恒，則恒，則 成立成立. .碰撞前、后碰撞前、后m m1 1的動量之比的動量之比112OPOMONvvvttt ，222111122111m vm vm v222 ，121m OMm ONm OP222121m OMm ONm OP1122111212pm OM45.0 35.2011p7.5 55.682.9m ONpm OP45.0 44.801.01pp45 35.207.5 55.68m OMm ON ，11pOP44.8014p35.2011OM，發(fā)生彈性碰撞時，被碰小球獲得的速度最大，根據(jù)動量
17、守恒發(fā)生彈性碰撞時，被碰小球獲得的速度最大，根據(jù)動量守恒和動能守恒，和動能守恒，m m1 1v v1 1=m=m1 1vv1 1+m+m2 2vv2 2，聯(lián)立解得聯(lián)立解得 因此，最大射程為因此，最大射程為答案：答案：C C ADEADE或或DAEDAE或或DEADEA14 2.9 114 2.9 11.01 1.01 均可均可 76.80 76.80 222111122111m vm vm v222 ，121122mvvmm ，2 45.044.80 cm76.80 cm.45.07.5121m OMm ONm OP222121m OMm ONm OP 創(chuàng)新實驗的分析創(chuàng)新實驗的分析【例證例證2
18、 2】衡水中學某實驗小組在進行衡水中學某實驗小組在進行“驗證動量守恒定律驗證動量守恒定律”的實驗的實驗. .入射球入射球與被碰球半徑相同與被碰球半徑相同. .（1 1）實驗裝置如圖所示）實驗裝置如圖所示. .先不放先不放B B球，球，使使A A球從斜槽上某一固定點球從斜槽上某一固定點C C由靜止?jié)L由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡下痕跡. .再把再把B B球靜置于水平槽前端邊緣處，讓球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A A球仍從球仍從C C處由處由靜止?jié)L下，靜止?jié)L下，A A球和球和B B球碰撞后分別落在記球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自落點的痕跡錄紙上留下
19、各自落點的痕跡. .記錄紙上記錄紙上的的O O點是重錘所指的位置，點是重錘所指的位置，M M、P P、N N分別分別為落點的痕跡為落點的痕跡. . 釋放多次后，取各落點位置的平均值，測得各落點痕跡到釋放多次后，取各落點位置的平均值，測得各落點痕跡到O O點的點的距離：距離：OM=13.10 cmOM=13.10 cm，OP=21.90 cmOP=21.90 cm，ON=26.04 cm.ON=26.04 cm.用天平稱得用天平稱得入射小球入射小球A A的質量的質量m m1 1=16.8 g=16.8 g，被碰小球，被碰小球B B的質量的質量m m2 2 =5.6 g. =5.6 g.若將若將小
20、球質量與水平位移的乘積作為小球質量與水平位移的乘積作為“動量動量”，請將下面的數(shù)據(jù)處，請將下面的數(shù)據(jù)處理表格填寫完整理表格填寫完整. .OP/mOP/mOM/mOM/mON/mON/m碰前總動量碰前總動量p/kgmp/kgm碰后總動量碰后總動量p/kgmp/kgm相對誤差相對誤差0.219 00.219 00.131 00.131 00.260 40.260 43.683.681010-3-3根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)處理，你認為能得到的結論是：根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)處理，你認為能得到的結論是：_._.pp100%p（2 2）完成實驗后，實驗小組對上述裝置進行了如圖所示的改變：）完成實驗后，實驗小組對上述裝置
21、進行了如圖所示的改變：（）在木板表面先后釘上白紙和復寫紙，并將木板豎直立于靠）在木板表面先后釘上白紙和復寫紙，并將木板豎直立于靠近槽口處，使小球近槽口處，使小球A A從斜槽軌道上某一固定點從斜槽軌道上某一固定點C C由靜止釋放，撞到由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡木板并在白紙上留下痕跡O O；（）將木板向右平移適當?shù)木嚯x固定，再使小球）將木板向右平移適當?shù)木嚯x固定，再使小球A A從原固定點從原固定點C C由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡P P；（）把半徑相同的小球）把半徑相同的小球B B 靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球讓
22、小球A A仍從原固定點仍從原固定點C C由靜止開始滾下，由靜止開始滾下， 與小球與小球B B 相碰后，兩相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡球撞在木板上得到痕跡 M M和和 N N； （）用刻度尺測量紙上）用刻度尺測量紙上O O點到點到M M、P P、N N 三點的距離分別為三點的距離分別為y y1 1、y y2 2、y y3 3. .請你寫出用直接測量的物理量來驗證兩球碰撞過程中動請你寫出用直接測量的物理量來驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式：量守恒的表達式：_._.（小球（小球A A、B B的質量分別的質量分別為為m m1 1、m m2 2） 【規(guī)范解答規(guī)范解答】（1 1）碰后總動量為）碰后總動
23、量為m m1 1和和m m2 2的動量之和，為的動量之和，為pp，即，即 相對誤差相對誤差=0.54%=0.54%，根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結論，根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結論p p與與pp近似相等，由此得到的結近似相等，由此得到的結論是：在實驗誤差允許范圍內，可認為系統(tǒng)在碰前的動量和碰論是：在實驗誤差允許范圍內，可認為系統(tǒng)在碰前的動量和碰后的動量是相等的后的動量是相等的. .3 12pm OM m ON366 10kg m ，pp 100%p （2 2）由平拋運動的特點，小球在空中飛行的時間為：）由平拋運動的特點，小球在空中飛行的時間為： 因此由動量守恒有，因此由動量守恒有，即：即： 化簡得：化簡得：答案：答案：
24、 （1 1）3.663.661010-3 -3 0.54%0.54%在實驗誤差允許范圍內，可認在實驗誤差允許范圍內，可認為系統(tǒng)在碰前的動量和碰后的動量是相等的為系統(tǒng)在碰前的動量和碰后的動量是相等的（2 2）111122m v m v m v，2yxt,vg2yg，112231xxxmmm2y2y2yggg112231111mm myyy112231111mm myyy1.“1.“驗證動量守恒定律驗證動量守恒定律”的實驗裝置原來的教科書采用圖（甲）的實驗裝置原來的教科書采用圖（甲）的方法，經(jīng)過編者修改后，現(xiàn)在的教科書采用圖（乙）的方法的方法，經(jīng)過編者修改后，現(xiàn)在的教科書采用圖（乙）的方法. .兩
25、個實驗裝置的區(qū)別在于：懸掛重垂線的位置不同；圖兩個實驗裝置的區(qū)別在于：懸掛重垂線的位置不同；圖（甲）中設計有一個支柱（通過調整，可使兩球的球心在同一（甲）中設計有一個支柱（通過調整，可使兩球的球心在同一水平線上；其上面的小球被碰離開后，支柱立即倒下），圖水平線上；其上面的小球被碰離開后，支柱立即倒下），圖（乙）中沒有支柱（乙）中沒有支柱. .對于圖（甲）入射小球和被碰小球做平拋運對于圖（甲）入射小球和被碰小球做平拋運動的拋出點分別在通過動的拋出點分別在通過O O、OO點的豎直線上，重垂線只確定了點的豎直線上，重垂線只確定了O O點的位置點的位置. .比較這兩個實驗裝置，下列說法正確的是（比較這
26、兩個實驗裝置，下列說法正確的是（ ）A.A.采用圖（甲）的實驗裝置時，需要測出兩個小球的直徑采用圖（甲）的實驗裝置時，需要測出兩個小球的直徑B.B.采用圖（乙）的實驗裝置時，需要測出兩個小球的直徑采用圖（乙）的實驗裝置時，需要測出兩個小球的直徑C.C.為了減小誤差，采用圖（甲）的實驗裝置時，應使斜槽末端為了減小誤差，采用圖（甲）的實驗裝置時，應使斜槽末端水平部分光滑水平部分光滑D.D.為了減小誤差，采用圖（乙）的實驗裝置時，應使斜槽末端為了減小誤差，采用圖（乙）的實驗裝置時，應使斜槽末端水平部分光滑水平部分光滑【解析解析】選選A A、D.D.（甲）中兩球平拋起點不同，故需測小球直徑，（甲）中兩
27、球平拋起點不同，故需測小球直徑，A A對對. .而（乙）中兩球平拋起點相同，不需測兩球直徑，而（乙）中兩球平拋起點相同，不需測兩球直徑，B B錯錯. .（乙）中應保證入射小球撞擊被碰小球后以碰撞結束瞬間的速（乙）中應保證入射小球撞擊被碰小球后以碰撞結束瞬間的速度繼續(xù)向前勻速直線運動一段距離后再做平拋運動，所以采用度繼續(xù)向前勻速直線運動一段距離后再做平拋運動，所以采用圖（乙）的實驗裝置時，應使斜槽末端水平部分光滑圖（乙）的實驗裝置時，應使斜槽末端水平部分光滑. .故故C C錯，錯，D D正確正確. .2.2.在在“驗證動量守恒定律驗證動量守恒定律”的實驗中，產(chǎn)生誤差的主要原因的實驗中，產(chǎn)生誤差的
28、主要原因是（是（ ）A.A.碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是絕對沿水平方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是絕對沿水平方向B.B.小球在空氣中飛行時受到空氣阻力小球在空氣中飛行時受到空氣阻力C.C.通過復寫紙描得的各點，不是理想點，有一定的大小，從通過復寫紙描得的各點，不是理想點，有一定的大小，從而帶來作圖上的誤差而帶來作圖上的誤差D.D.測量長度時有誤差測量長度時有誤差【解析解析】選選A A、C C、D.D.由于碰撞前后小球的速度方向不是絕對沿由于碰撞前后小球的速度方向不是絕對沿水平方向，落點不確定
29、，長度測量等都是造成誤差的主要原因，水平方向，落點不確定，長度測量等都是造成誤差的主要原因，而在本實驗中，由于小球的運動速度不是很大，所以空氣阻力而在本實驗中，由于小球的運動速度不是很大，所以空氣阻力雖然會對測量結果造成影響，但不是產(chǎn)生誤差的主要原因，故雖然會對測量結果造成影響，但不是產(chǎn)生誤差的主要原因，故A A、C C、D D正確正確. . 3 3如圖所示為如圖所示為“驗證碰撞中的動量驗證碰撞中的動量守恒守恒”的實驗裝置的實驗裝置. .（1 1）下列說法中不符合本實驗要求的）下列說法中不符合本實驗要求的是是_（選填選項前面的字母）（選填選項前面的字母）A A入射球比靶球質量大或者小均可，但二
30、者的直徑必須相同入射球比靶球質量大或者小均可，但二者的直徑必須相同B B在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放靜止釋放C C安裝軌道時末端必須水平安裝軌道時末端必須水平D D需要的測量儀器有天平和刻度尺需要的測量儀器有天平和刻度尺（2 2）實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為）實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O O點，經(jīng)點，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球的平均落點位置多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球的平均落點位置M M、P P、N N，并測得它們到，并測得它們到O O點的距離分別為點的距離分別
31、為 已知入射球已知入射球的質量為的質量為m m1 1，靶球的質量為，靶球的質量為m m2 2，則需驗證的以上各量間的關系式，則需驗證的以上各量間的關系式是是_._.OM OP ON .、和【解析解析】（1 1）本實驗入射小球質量一定要比靶球質量大，否則）本實驗入射小球質量一定要比靶球質量大，否則會出現(xiàn)小球反彈現(xiàn)象，故會出現(xiàn)小球反彈現(xiàn)象，故A A選項不符合實驗要求，為確保入射小選項不符合實驗要求，為確保入射小球以相同的速度碰撞另一個小球，必須讓它每次從同一高度滾球以相同的速度碰撞另一個小球，必須讓它每次從同一高度滾下，為使小球做平拋運動，必須使小球水平飛出，所以軌道末下，為使小球做平拋運動，必須
32、使小球水平飛出，所以軌道末端必須是水平的，測量小球的質量要用天平，測量距離要用到端必須是水平的，測量小球的質量要用天平，測量距離要用到刻度尺，故刻度尺，故B B、C C、D D都符合實驗要求都符合實驗要求. .（2 2）由于兩小球在空中飛行的時間相同，可以約去，因此驗證）由于兩小球在空中飛行的時間相同，可以約去，因此驗證守恒的關系式為守恒的關系式為答案答案：（1 1）A A （2 2）112m OP m OM m ON.112m OP m OMm ON4.4.某同學用圖甲所示裝置通過半徑相同的某同學用圖甲所示裝置通過半徑相同的A A、B B兩球的碰撞來驗兩球的碰撞來驗證動量守恒定律證動量守恒定
33、律. .圖中圖中PQPQ是斜槽，是斜槽，QRQR為水平槽為水平槽. .實驗時先使實驗時先使A A球球從斜槽上某一固定位置從斜槽上某一固定位置G G由靜止開始滾下，落到位于水平地面由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡的記錄紙上，留下痕跡. .重復上述操作重復上述操作1010次，得到次，得到1010個落點痕個落點痕跡跡. .再把再把B B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A A球仍從位置球仍從位置G G由靜止開始滾下，和由靜止開始滾下，和B B球碰撞后，球碰撞后，A A、B B球分別在記錄紙上留下球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復這種操作各自
34、的落點痕跡，重復這種操作1010次次. .圖甲中圖甲中O O點是水平槽末端點是水平槽末端R R在記錄紙上的垂直投影點在記錄紙上的垂直投影點.B.B球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于水平放置，且平行于G G、R R、O O所在的平面，米尺的零點與所在的平面，米尺的零點與O O點對點對齊齊. .（1 1）碰撞后）碰撞后B B球的水平射程應取為球的水平射程應取為_cm._cm.（2 2）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行測量的？）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行測量的？_._.（填選項號）（填選項號）A.A.水平槽上未放水平槽上未放B B球時，測量球
35、時，測量A A球落點位置到球落點位置到O O點的距離點的距離B.AB.A球與球與B B球碰撞后，測量球碰撞后，測量A A球落點位置到球落點位置到O O點的距離點的距離C.C.測量測量A A球或球或B B球的直徑球的直徑D.D.測量測量A A球與球與B B球的質量（或兩球質量之比）球的質量（或兩球質量之比）E.E.測量測量G G點相對于水平槽面的高度點相對于水平槽面的高度【解析解析】（1 1）用最小的圓將所有點圈在里面，圓心位置即為落）用最小的圓將所有點圈在里面，圓心位置即為落點平均位置，找準平均位置，讀數(shù)時應在刻度尺的最小刻度值點平均位置，找準平均位置，讀數(shù)時應在刻度尺的最小刻度值后面再估讀一
36、位，讀數(shù)為后面再估讀一位，讀數(shù)為64.7 cm.64.7 cm.（2 2）以平拋時間為時間單位，則平拋運動的水平位移在數(shù)值上）以平拋時間為時間單位，則平拋運動的水平位移在數(shù)值上等于平拋初速度等于平拋初速度. .設設A A碰碰B B前，平拋水平位移為前，平拋水平位移為s sA A；A A、B B相碰后，相碰后，A A、B B兩球的水平位移分別為兩球的水平位移分別為ssA A、ssB B，A A、B B的質量分別為的質量分別為m mA A、m mB B，則碰前，則碰前A A的動量可寫成的動量可寫成m mA As sA A，碰后，碰后A A、B B總動量為總動量為m mA AssA A+ +m mB
37、 BssB B，要驗證動量是否守恒，即驗證以上兩動量是否相等，要驗證動量是否守恒，即驗證以上兩動量是否相等，所以該實驗應測量的物理量有所以該實驗應測量的物理量有m mA A、m mB B、s sA A、ssA A、ssB B. .答案：答案：（1 1）64.764.7（從（從64.2 cm64.2 cm到到65.2 cm65.2 cm的范圍內都正確）的范圍內都正確）（2 2）ABDABD 5.5.某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗氣墊導軌裝置如圖（驗氣墊導軌裝置如圖（a a）所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、）所示，所用的氣
38、墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著滑塊、彈射架等組成在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向導軌空腔內不斷通入壓縮空氣，空氣會從一定數(shù)量的小孔，向導軌空腔內不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上，這樣就大大減小了小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差（1 1）下面是實驗的主要步驟，試完善實驗步驟的內容）下面是實驗的主要步驟，試完善實驗步驟的內容安裝好氣墊導軌，調節(jié)氣墊導軌的調節(jié)旋鈕，使導軌水平；安裝好氣墊導軌，調節(jié)氣墊導軌的調節(jié)旋鈕，使導軌
39、水平；向氣墊導軌空腔內通入壓縮空氣；向氣墊導軌空腔內通入壓縮空氣；把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊1 1的左端，調節(jié)打點計的左端，調節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；使滑塊使滑塊1 1擠壓導軌左端彈射架上；擠壓導軌左端彈射架上；把滑塊把滑塊2 2放在氣墊導軌的中間；放在氣墊導軌的中間；先先_，然后，然后_，讓滑塊帶動紙帶一起運動；，讓滑塊帶動紙帶一起運動；取下紙帶，重
40、復步驟，選出理想的紙帶如圖（取下紙帶，重復步驟，選出理想的紙帶如圖（b b）所示；）所示；測得滑塊測得滑塊1 1（包括撞針）的質量為（包括撞針）的質量為310 g310 g，滑塊，滑塊2 2（包括橡皮泥）（包括橡皮泥）的質量為的質量為205 g205 g（2 2）已知打點計時器每隔）已知打點計時器每隔0.02 s0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為作用以前系統(tǒng)的總動量為_kgm/s_kgm/s；兩滑塊相互作用以后系；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為統(tǒng)的總動量為_kgm/s_kgm/s（保留三位有效數(shù)字）（保留三位有效數(shù)字）【解析解析】（1
41、1）開始測量前要先接通打點計時器的電源，再釋）開始測量前要先接通打點計時器的電源，再釋放滑塊放滑塊1 1，讓滑塊帶著紙帶一起運動，去撞擊滑塊，讓滑塊帶著紙帶一起運動，去撞擊滑塊2.2.（2 2）兩滑塊相互作用前只有滑塊）兩滑塊相互作用前只有滑塊1 1有動量，此時它的速度有動量，此時它的速度 碰前總動量碰前總動量p p1 1=m=m1 1v v1 1=0.31=0.312.0 kg2.0 kgm/sm/s=0.620 kg=0.620 kgm/sm/s，兩滑塊相互作用后，粘在一起向右運動，它們，兩滑塊相互作用后，粘在一起向右運動，它們的共同速度的共同速度 碰后總動量碰后總動量p p2 2= =（
42、m m1 1+ m+ m2 2）v v2 2=0.515=0.5151.2 kg1.2 kgm/s=0.618 kgm/s=0.618 kgm/s.m/s.答案：答案：（1 1）接通打點計時器的電源）接通打點計時器的電源 釋放滑塊釋放滑塊1 1（2 2）0.620 0.618 0.620 0.618 1 0.20v m/s2.0m/s0.02 5，20.168v m/s1.2 m/s0.02 7，6.6.如圖所示為實驗中驗證動量守恒定律的如圖所示為實驗中驗證動量守恒定律的實驗裝置示意圖實驗裝置示意圖. .（1 1）若入射小球的質量為）若入射小球的質量為m m1 1，半徑為，半徑為r r1 1；
43、被碰小球的質量為被碰小球的質量為m m2 2，半徑為，半徑為r r2 2，下列判，下列判斷正確的是（斷正確的是（ ）A.mA.m1 1mm2 2,r,r1 1rr2 2 B.m B.m1 1mm2 2,r,r1 1rmm2 2,r,r1 1=r=r2 2 D.m D.m1 1mm2 2,r,r1 1=r=r2 2（2 2）為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需有的是）為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需有的是_._.（填下列對應的字母）（填下列對應的字母）A.A.直尺直尺 B.B.游標卡尺游標卡尺 C.C.天平天平 D.D.彈簧測力計彈簧測力計E.E.秒表秒表（3 3）設入射小球的質量為
44、）設入射小球的質量為m m1 1，被碰小球的質量為，被碰小球的質量為m m2 2，P P為碰前為碰前入射小球落點的平均位置，則關系式（用入射小球落點的平均位置，則關系式（用m m1 1、m m2 2及圖中字母表及圖中字母表示）示）_成立，即表示碰撞中動量守恒成立，即表示碰撞中動量守恒. .【解析解析】本題考查動量守恒定律實驗中的基本原理和實驗方本題考查動量守恒定律實驗中的基本原理和實驗方法法. .（1 1）兩小球要選等大的，且入射小球的質量應大些，故）兩小球要選等大的，且入射小球的質量應大些，故選選C.C.（2 2）該實驗必須測出兩球平拋的水平位移和質量，故）該實驗必須測出兩球平拋的水平位移和
45、質量，故必須用到直尺和天平，因兩球平拋起點相同，不用測小球直徑，必須用到直尺和天平，因兩球平拋起點相同，不用測小球直徑，故用不到游標卡尺，也不需要彈簧測力計和秒表故用不到游標卡尺，也不需要彈簧測力計和秒表. .（3 3）因平拋落地時間相同，可用水平位移代替初速度，故關系式因平拋落地時間相同，可用水平位移代替初速度，故關系式為為答案答案：（1 1）C C （2 2）AC AC （3 3）112m OPm OMm ON.112m OPm OMm ON7.7.為了驗證碰撞中的動量守恒，某同為了驗證碰撞中的動量守恒，某同學選取了兩個體積相同、質量不相等學選取了兩個體積相同、質量不相等的小球，按下述步驟
46、做了如下實驗：的小球，按下述步驟做了如下實驗：A A用天平測出兩個小球的質量（分用天平測出兩個小球的質量（分別為別為m m1 1和和m m2 2，且，且m m1 1m m2 2）. .B B按照如圖所示安裝好實驗裝置按照如圖所示安裝好實驗裝置. .將斜槽將斜槽ABAB固定在桌邊，使槽固定在桌邊，使槽的末端點的切線水平的末端點的切線水平. .將一斜面將一斜面BCBC連接在斜槽末端連接在斜槽末端. .C C先不放小球先不放小球m m2 2，讓小球，讓小球m m1 1從斜槽頂端從斜槽頂端A A處由靜止開始滾下，處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置記下小球在斜面上的落點位置. .D D將小球將
47、小球m m2 2放在斜槽末端邊緣處，讓小球放在斜槽末端邊緣處，讓小球m m1 1從斜槽頂端從斜槽頂端A A處滾處滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m m1 1和小球和小球m m2 2在斜面上的落點位在斜面上的落點位置置. .E E用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B B的距離的距離. .圖中圖中D D、E E、F F點是該同學記下的小球在斜面上的幾個落點位置，到點是該同學記下的小球在斜面上的幾個落點位置，到B B點的距離分別為點的距離分別為L LD D、L LE E、L LF F. .根據(jù)該同學的實驗，回答下列問題：根據(jù)該同
48、學的實驗，回答下列問題：（1 1）小球）小球m m1 1與小球與小球m m2 2發(fā)生碰撞后，小球發(fā)生碰撞后，小球m m1 1的落點是圖中的的落點是圖中的_點，小球點，小球m m2 2的落點是圖中的的落點是圖中的_點點. .（2 2）用測得的物理量來表示，只要滿足關系式）用測得的物理量來表示，只要滿足關系式 _，則說明碰撞中動量是守恒的則說明碰撞中動量是守恒的. .【解析解析】小球從小球從B B點拋出到落到斜面上，有點拋出到落到斜面上，有令斜面傾角為令斜面傾角為，有，有 得得所以所以 故平拋初速度越大，飛行時間越長故平拋初速度越大，飛行時間越長. .另由另由 得落點到得落點到B B點的長度點的長度則則 即即v v0 0 ，若碰撞過程動量守恒，則必有，若碰撞過程動量守恒，則必有 關系式成立關系式成立. .答案：答案：（1 1）D F D F （2 2）201v txgty2，201gty2tantanxv t，即，0gttan2v，02v tantg，2002v tanxv t g，202v tanxLcosgcos，20Lgcosv2sin，1E1D2FmLmLmL1E1D2FmLmLmLL
（廣西專用）高考物理一輪復習 第六章 實驗驗證動量守恒定律課件 新人教版
