物理實(shí)驗(yàn)07 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 新人教版

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1、動(dòng)量動(dòng)量第第 六六 章章實(shí)驗(yàn)七驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)七驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律0202實(shí) 驗(yàn) 能 力0303實(shí) 驗(yàn) 創(chuàng) 新欄目導(dǎo)航0101實(shí) 驗(yàn) 基 礎(chǔ)0101實(shí) 驗(yàn) 基 礎(chǔ)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證動(dòng)量守恒定律驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度和碰撞前后物體的速度v、v，找出碰撞前的，找出碰撞前的動(dòng)量動(dòng)量pm1v1m2v2及碰撞后的動(dòng)量及碰撞后的動(dòng)量pm1v1m2v2，看碰撞前后動(dòng)量是否守恒，看碰撞前后動(dòng)量是否守恒三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材方案一方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊

2、(兩個(gè)兩個(gè))、重物、彈簧片、細(xì)繩、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等方案二：方案二：帶細(xì)線的擺球帶細(xì)線的擺球(兩套兩套)、鐵架臺(tái)、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等、鐵架臺(tái)、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等方案三：方案三：光滑長木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車光滑長木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(兩個(gè)兩個(gè))、天平、撞針、橡皮、天平、撞針、橡皮泥泥方案四：方案四：斜槽、小球斜槽、小球(兩個(gè)兩個(gè))、天平、復(fù)寫紙、白紙等、天平、復(fù)寫紙、白紙等四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(如圖所示如圖所示)1測質(zhì)量：

3、測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量用天平測出滑塊質(zhì)量2安裝：安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌正確安裝好氣墊導(dǎo)軌3實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：接通電源，利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測出兩滑塊各種接通電源，利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度情況下碰撞前后的速度(改變滑塊的質(zhì)量改變滑塊的質(zhì)量改變滑塊的初速度大改變滑塊的初速度大小和方向小和方向)4驗(yàn)證：驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒一維碰撞中的動(dòng)量守恒方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(如圖所示如圖所示)1測質(zhì)量：測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量用天平測出兩小球的質(zhì)量m1、m2.2安裝：安裝：把兩個(gè)等大小球用等

4、長懸線懸掛起來把兩個(gè)等大小球用等長懸線懸掛起來3實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下時(shí)它們相碰一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下時(shí)它們相碰4測速度：測速度：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應(yīng)小球的速度，可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應(yīng)小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速度測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速度5改變條件：改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)6驗(yàn)證：驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒一維碰撞中的動(dòng)量守恒方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(如圖所示如圖

5、所示)1測質(zhì)量：用天平測出兩小車的質(zhì)量測質(zhì)量：用天平測出兩小車的質(zhì)量2安裝：安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥3實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：接通電源，讓小車接通電源，讓小車A運(yùn)動(dòng)，小車運(yùn)動(dòng)，小車B靜止，兩車碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥靜止，兩車碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運(yùn)動(dòng)中，把兩小車連接成一體運(yùn)動(dòng)方案四：利用斜槽上滾下的小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律方案四：利用斜槽上滾下的小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(如圖所示如圖所示)1測質(zhì)量

6、：測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏蛴锰炱綔y出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏?安裝：安裝：按照圖中所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平按照圖中所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平3鋪紙：鋪紙：白紙?jiān)谙?，?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好記下重垂線所指的位白紙?jiān)谙?，?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好記下重垂線所指的位置置O.4放球找點(diǎn)：放球找點(diǎn)：不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)下，重復(fù)10次用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面圓心次用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在

7、里面圓心P就是小球就是小球落點(diǎn)的平均位置落點(diǎn)的平均位置5碰撞找點(diǎn)：碰撞找點(diǎn)：把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度自把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次用步驟次用步驟4的方法，標(biāo)出碰后入射小球落的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N.如圖所示如圖所示6驗(yàn)證：驗(yàn)證：連接連接ON，測量線段，測量線段OP、OM、ON的長度將測量數(shù)據(jù)填入表的長度將測量數(shù)據(jù)填入表中最后代入中最后代入m1OPm1OMm2ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立，看

8、在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立7結(jié)束：結(jié)束：整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處某同學(xué)用如圖某同學(xué)用如圖1所示裝置通過半徑相同的所示裝置通過半徑相同的A、B兩球兩球(mAmB)的碰撞來的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律圖中驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律圖中PQ是斜槽，是斜槽，QR為水平槽實(shí)驗(yàn)時(shí)先使為水平槽實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一球從斜槽上某一固定位置固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復(fù)上述由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復(fù)上述操作操作10次，得到次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡再把個(gè)落點(diǎn)痕跡再把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球仍

9、球仍從位置從位置G由靜止開始滾下，和由靜止開始滾下，和B球碰撞后，球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作痕跡，重復(fù)這種操作10次圖次圖1中中O點(diǎn)是水平槽末端點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)B球落點(diǎn)痕跡如圖球落點(diǎn)痕跡如圖2所示，其中米尺水平放置，且平行于所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺所在的平面，米尺的零點(diǎn)與的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊點(diǎn)對齊圖圖1 圖圖2 (1)碰撞后碰撞后B球的水平射程應(yīng)取球的水平射程應(yīng)取_ cm.(2)在以下選項(xiàng)中，本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行測量的有在以下選項(xiàng)中，本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行測量的有

10、_(填選項(xiàng)號(hào)填選項(xiàng)號(hào))A水平槽上未放水平槽上未放B球時(shí)，測量球時(shí)，測量A球落點(diǎn)位置到球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離BA球與球與B球碰撞后，測量球碰撞后，測量A球及球及B球落點(diǎn)位置到球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離C測量測量A球或球或B球的直徑球的直徑D測量測量A球和球和B球的質(zhì)量球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比或兩球質(zhì)量之比)E測量水平槽面相對于測量水平槽面相對于O點(diǎn)的高度點(diǎn)的高度(3)實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于入射球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對實(shí)驗(yàn)影響的說法中正確的是實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于入射球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對實(shí)驗(yàn)影響的說法中正確的是()A釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射

11、小球速度越小，誤差越小B釋放點(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩釋放點(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準(zhǔn)確球速度的測量越準(zhǔn)確C釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動(dòng)量之差越釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動(dòng)量之差越小，誤差越小小，誤差越小D釋放點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，軌道對被碰小球的阻力釋放點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，軌道對被碰小球的阻力越小越小答案：答案?1)65.7(65.565.9均可均可)(2)ABD(3)C解析：解析：(1)用一盡可能小的圓把小球落點(diǎn)圈在里

12、面，可知圓心的位置是用一盡可能小的圓把小球落點(diǎn)圈在里面，可知圓心的位置是65.7 cm，這也是小球落點(diǎn)的平均位置，這也是小球落點(diǎn)的平均位置(2)本實(shí)驗(yàn)中要測量的數(shù)據(jù)有：兩個(gè)小球的質(zhì)量本實(shí)驗(yàn)中要測量的數(shù)據(jù)有：兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2，三個(gè)落點(diǎn)到三個(gè)落點(diǎn)到O點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離x1、x2、x3，所以應(yīng)選所以應(yīng)選A、B、D(3)入射球的釋放點(diǎn)越高入射球的釋放點(diǎn)越高，入射球碰前速度越大入射球碰前速度越大，相碰時(shí)內(nèi)力越大相碰時(shí)內(nèi)力越大，阻力的影響阻力的影響相對越小相對越小，可以較好的滿足動(dòng)量守恒的條件可以較好的滿足動(dòng)量守恒的條件，也有利于減小測量水平位移時(shí)的相對也有利于減小測量水平位移時(shí)的相對誤差誤差，從而

13、使實(shí)驗(yàn)的誤差減小從而使實(shí)驗(yàn)的誤差減小，選項(xiàng)選項(xiàng)C正確正確0202實(shí) 驗(yàn) 能 力2驗(yàn)證的表達(dá)式驗(yàn)證的表達(dá)式方案一、二、三方案一、二、三：m1v1m2v2m1v1m2v2.方案四：方案四：m1OPm1OMm2ON二、注意事項(xiàng)二、注意事項(xiàng)1前提條件前提條件碰撞的兩物體應(yīng)保證碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平水平”和和“正碰正碰”2方案提醒方案提醒(1)若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)，注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)，注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平平(2)若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸，若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上，且剛

14、好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)(3)若利用長木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長木板下墊一小木片用以平衡摩擦力若利用長木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長木板下墊一小木片用以平衡摩擦力(4)若利用斜槽小球碰撞應(yīng)注意：若利用斜槽小球碰撞應(yīng)注意：斜槽末端的切線必須水平；斜槽末端的切線必須水平；入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放；入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放；選質(zhì)量較大的小球作為入射小球；選質(zhì)量較大的小球作為入射小球；實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變(2014全

15、國新課標(biāo)全國新課標(biāo))現(xiàn)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律在圖現(xiàn)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律在圖中，氣墊導(dǎo)軌上有中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(圖圖中未畫出中未畫出)的紙帶相連；滑塊的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)器器(未完全畫出未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時(shí)間可以記錄遮光片通過光電門的時(shí)間實(shí)驗(yàn)測得滑塊實(shí)驗(yàn)測得滑塊A的質(zhì)量的質(zhì)量m10.310 kg，滑塊，滑塊B的質(zhì)量的質(zhì)量m20.108 kg，遮光片的寬，遮光片的寬度度d1.00 cm；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率f50.0 Hz.將光電門固定在滑塊將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，一向右的初速度，使它與使它與B相碰碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為相碰碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為tB3.500 ms，碰撞前后打出的紙帶，碰撞前后打出的紙帶如圖所示如圖所示答案：答案：見解析見解析謝謝觀看