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1、第1章第3講實驗：探究動量是否守恒1 對點練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識記點撥實驗?zāi)康模禾骄课矬w碰撞前后兩物體組成的系統(tǒng)總動量的關(guān)系 實驗器材：氣墊導(dǎo)軌、滑塊(3塊)、彈片、天平、光電門、數(shù)字毫秒計實驗過程：實驗一：實驗裝置如圖1所示，用天平稱出兩質(zhì)量相等的滑塊，裝上相同的擋光板，放在氣墊導(dǎo)軌的中部兩滑塊靠在一起，用細(xì)線拴住后中間壓入彈片，處于靜止?fàn)顟B(tài).預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識記點撥圖1計算p的值，并與分開前的總動量比較得出結(jié)論.實驗二：增加其中一個滑塊的質(zhì)量，使其質(zhì)量是另一側(cè)的2倍，重復(fù)實驗一的操作，求出兩側(cè)滑塊的總動量pmv12mv2.計算p的值，并與分開前的總動量比較，得出結(jié)論.實驗三：把氣
2、墊導(dǎo)軌的一半覆蓋上牛皮紙，并用膠帶固定后，用兩塊質(zhì)量相等的滑塊，重復(fù)實驗一的操作，求出兩滑塊的總動量pmv1mv2.計算p的值，并與分開前的總動量比較，得出結(jié)論.結(jié)論：(1)在光滑氣墊導(dǎo)軌上無論兩滑塊質(zhì)量是否相等，它們被彈開前的總動量為零，彈開后的總動量也為零.(2)兩滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)受到牛皮紙的摩擦力(外力)后，兩滑塊相互作用后的總動量不為零，即碰撞前后的總動量發(fā)生了變化.溫馨提示要探究兩物體碰撞前后總動量是否守恒，需要測出相互作用前兩物體的總動量和相互作用后兩物體的總動量.要測動量，需要測出兩個物體的質(zhì)量，質(zhì)量可以利用天平測量，還要測出相互作用前后兩物體運動的速度，速度可以在氣墊導(dǎo)軌上利用光
3、電門和數(shù)字毫秒計計時測量.課堂講義 理解深化探究例1現(xiàn)利用圖2(a)所示的裝置驗證動量守恒定律.在圖2(a)中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間.圖2實驗測得滑塊A的質(zhì)量m10.310 kg，滑塊B的質(zhì)量m20.108 kg，遮光片的寬度d1.00 cm；打點計時器所用交流電的頻率f50.0 Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰.碰后光電計時器顯示的時間為tB3.500 ms，碰撞前后打
4、出的紙帶如圖2(b)所示.式中s為滑塊在時間t內(nèi)走過的路程.設(shè)紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為T，則設(shè)在A碰撞前后瞬時速度大小分別為v0、v1，則由圖給實驗數(shù)據(jù)代入式可得：代入題中所給的數(shù)據(jù)可得：v22.86 m/s設(shè)兩滑塊在碰撞前后的動量分別為p和p，則pm1v0pm1v1m2v2兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為聯(lián)立式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得：1.7%5%因此，本實驗在允許的誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律.答案見解析例2某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌探究兩物體作用前后動量是否守恒，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖3所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架、光電門等組成.圖3(1)下面是實驗的主要步驟：安裝好氣墊導(dǎo)軌
5、，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；接通光電計時器；把滑塊2靜止放在氣墊導(dǎo)軌的中間；滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；釋放滑塊1，滑塊1通過光電門1后與左側(cè)固定彈簧的滑塊2碰撞，碰后滑塊1和滑塊2依次通過光電門2，兩滑塊通過光電門后依次被制動；讀出滑塊通過兩個光電門的擋光時間分別為滑塊1通過光電門1的擋光時間t110.01 ms，通過光電門2的擋光時間t249.99 ms，滑塊2通過光電門2的擋光時間t38.35 ms；測出擋光片的寬度d5 mm，測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為m1300 g，滑塊2(包括彈簧)質(zhì)量為m2200 g；(2)數(shù)據(jù)處理與實驗結(jié)論：實驗中氣
6、墊導(dǎo)軌的作用是：A._，B._.碰撞前滑塊1的速度v1為_m/s；碰撞后滑塊1的速度v2為_m/s；滑塊2的速度v3為_m/s；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)在誤差允許的范圍內(nèi)，通過本實驗，同學(xué)們能否得出兩物體相互作用前后總動量是守恒的？解析A.大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差.B.保證兩個滑塊的碰撞是一維的.兩物體相互作用前后總動量守恒.原因：系統(tǒng)碰撞之前的質(zhì)量與速度的乘積m1v10.15 kgm/s，系統(tǒng)碰撞之后的質(zhì)量與速度的乘積之和m1v2m2v30.15 kgm/s答案(2)A.大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差B.保證兩個滑塊的碰撞是一維的0.500.100.60能對
7、點練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋1.利用氣墊導(dǎo)軌“探究兩物體相互作用前后動量是否守恒”時，不需要測量的物理量是()A.滑塊的質(zhì)量 B.擋光時間C.擋光片的寬度 D.滑塊移動的距離解析根據(jù)實驗原理可知，滑塊的質(zhì)量、擋光時間、擋光片的寬度都是需要測量的物理量，其中滑塊的質(zhì)量用天平測量，擋光時間用光電計時器測量，擋光片的寬度可事先用刻度尺測量；只有滑塊移動的距離不需要測量，故選項D正確.D2.某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器“探究兩物體作用前后動量是否守恒”實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動.他設(shè)計的實驗具體裝置如圖4所示，在小車A
8、后連著紙帶，電磁打點計時器使用的電源頻率為50 Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力.圖4(1)若實驗已得到的打點紙帶如圖5所示，并測得各計數(shù)點間距(標(biāo)在圖上)，則應(yīng)該選_段來計算A的碰撞前速度；應(yīng)選_段來計算A和B碰后的共同速度(選填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”).圖5解析小車碰前做勻速直線運動，打出紙帶上的點應(yīng)該是間距均勻的，故計算小車碰前的速度應(yīng)選BC段.CD段上所打的點由稀變密，可見在CD段A、B兩小車相互碰撞.A、B碰撞后一起做勻速直線運動，所以打出的點又是間距均勻的，故應(yīng)選DE段計算碰后的速度.答案BCDE(2)已測得小車A的質(zhì)量mA0.40 kg，小車B的質(zhì)量mB0.20 kg.由以上測量結(jié)果可得：碰前總動量mAvA_kgm/s；碰后總動量：(mAmB)v共_kgm/s.由此可得結(jié)論：在實驗允許的范圍內(nèi)，兩物體的總動量_.(本題計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)碰撞前：mAvA0.401.05 kgm/s0.420 kgm/s碰撞后：(mAmB)v共0.600.695 kgm/s0.417 kgm/s由于0.4200.417由此得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，一維碰撞過程中，兩物體的速度與質(zhì)量的乘積的和保持不變，即作用前后動量守恒.答案0.4200.417守恒
高中物理 第1章 動量守恒研究 第3講 探究動量是否守恒課件 魯科版選修35
