实验-验证动量守恒定律课件.ppt
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- 实验 验证 动量 守恒定律 课件
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1、RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(对应学生用书对应学生用书P240)一、实验目的一、实验目的1验证一维碰撞中的动量守恒验证一维碰撞中的动量守恒2探究一维弹性碰撞的特点探究一维弹性碰撞的特点二、实验原理二、实验原理在一维碰撞中,测出物体的质量在一维碰撞中,测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度和碰撞前后物体的速度v、v,找出碰撞前的动量找出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量及碰撞后的动量pm1v1m2v2,看,看碰撞前后动量是否守恒碰撞前后动量是否守恒RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习三
2、、实验器材三、实验器材方案一:气垫导轨、光电计时器、天平、滑块方案一:气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个两个)、重物、弹、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥方案二:带细线的摆球方案二:带细线的摆球(两套两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等胶布等方案三:光滑长木板、打点计时器、纸带、小车方案三:光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个两个)、天平、天平、撞针、橡皮泥撞针、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、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
3、纸、天平、刻度尺、圆规、三角板白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习四、实验步骤四、实验步骤方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验方案一: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测质量:用天平测出滑块质量2.安装:正确安装好气垫导轨安装: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和改变滑块的质量改变滑块的初速度大小和方向方向)4.验证:一维碰撞中的动量守恒验证:一
4、维碰撞中的动量守恒RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习方案二:利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验方案二: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来安装:把两个等大小球用等长悬线悬挂起来3.实验:一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰实验: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
5、度球的速度,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验证:一维碰撞中的动量守恒RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(对应学生用书对应学生用书P241)要点一要点一注意事项注意事项1.前提条件:碰撞的两物体应保证前提条件:碰撞的两物体应保证“水平水平”和和“正碰正碰”2方案提醒:方案提醒:(1)若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时,若利用气垫导轨进行实验,调
6、整气垫导轨时,注意利用水平仪确保导轨水平注意利用水平仪确保导轨水平RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(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,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擦力(4)若利用斜槽小球碰撞应注意:若利用斜槽小球碰撞应注意:斜槽末端的切线必须水平;斜槽末端的切线必须水平;入射小球每次都必
7、须从斜槽同一高度由静止释放;入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放;选质量较大的小球作为入射小球;选质量较大的小球作为入射小球;实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不实验过程中实验桌、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探究结论:寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变 RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习要点二要点二误差分析误差分析1.系统误差:主要来源于装置本身是否符合要求,即: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;碰撞是否为一维碰撞;(2)实验是否满足动量守恒的条
8、件,如气垫导轨是否水平,两球是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,长木板实验是否平衡掉摩擦力否等大,长木板实验是否平衡掉摩擦力2偶然误差:主要来源于质量偶然误差:主要来源于质量m和速度和速度v的测量的测量RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习某同学用如右图所示装置来验证动量守恒定律,让质量为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的小球发生的小球发生碰撞碰撞(1)实验中必须要求的条件是实验中必须要求的条件是_A斜槽必须是光滑的
9、斜槽必须是光滑的B斜槽末端的切线必须水平斜槽末端的切线必须水平Cm1与与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度的球心在碰撞瞬间必须在同一高度Dm1每次必须从同一高度处滚下每次必须从同一高度处滚下RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(2)实验中必须测量的物理量是实验中必须测量的物理量是_A小球的质量小球的质量m1和和m2 B小球起始高度小球起始高度hC小球半径小球半径R1和和R2 D小球起飞的时间小球起飞的时间tE桌面离地面的高度桌面离地面的高度H F小球飞出的水平距离小球飞出的水平距离s解析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本题考查验证动量守恒定律实验的基本原理
10、和实验方法法(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,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正确正确(2)必须测量两球质量必须测量两球质量m1、m2和小球平抛的水平距离,故选和小球平抛的水平距离,故选A、F.答案答案(1)BCD(2)AFRJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(对应学生用书对应学生用书P241)题型一题型
11、一实验原理的理解和误差分析实验原理的理解和误差分析例例1(2011辽宁模拟辽宁模拟)某同学利用打点计时器和气垫导轨做某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验验证动量守恒定律证动量守恒定律”的实验,气垫导轨装置如下图的实验,气垫导轨装置如下图(a)所示,所用的气垫导所示,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孔中喷出,使滑块
12、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轨之间的摩擦而引起的误差RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(1)下面是实验的主要步骤:下面是实验的主要步骤:安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;向气垫导轨空腔内通入压缩空气;向气垫导轨空腔内通入压缩空气;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的左端,调节打点计时器的高度,直
13、至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;使滑块使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;把滑块把滑块2放在气垫导轨的中间;放在气垫导轨的中间;RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习先先_,然后,然后_,让滑块带动纸,让滑块带动纸带一起运动;带一起运动;取下纸带重复步骤,选出理想的纸带如上图取下纸带重复步骤,选出理想的纸带如上图(b)所示;所示;测得滑块测得滑块1的质量的质量310 g,滑块,滑块2(包括橡皮泥包括橡皮泥)的质量为的质量为205 g.完善实验步骤的内容完善实验步骤的内容(2)已知打点计时
14、器每隔已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,计算可知两滑块相互作用打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为以前系统的总动量为_kgm/s;两滑块相互作用以后系统;两滑块相互作用以后系统的总动量为的总动量为_kgm/s.(保留三位有效数字保留三位有效数字)(3)试说明试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是中两结果不完全相等的主要原因是_RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习答案答案(1)接通打点计时器的电源放开滑块接通打点计时器的电源放开滑块1 (2)0.6200.618 (3)纸带与打点计时器限位孔间有摩擦纸带与打点计时器限位孔间有摩擦RJRJ版版 物理物理
15、新课标高考总复习新课标高考总复习题型二题型二实验数据的处理实验数据的处理例例2某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律图中两摆摆某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为两摆球均很小,质量之比为1 2.当两当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触向右上方拉动摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触向右上方拉动B球使其摆球使其摆线伸直并与竖直方向成线伸直并与竖直方向成45角,然后将其由静止释放结果观察到两摆角,然后将其由静止释放结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角成球粘在一起摆动,且最大摆角成30.若本实验
16、允许的最大误差为若本实验允许的最大误差为4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?此实验是否成功地验证了动量守恒定律?RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习答案答案见解析见解析RJRJ版版 物理物理 新课标高考总复习新课标高考总复习(对应学生用书对应学生用书P242)1某同学用下图甲所示的装置通过半径相同的某同学用下图甲所示的装置通过半径相同的A、B两球两球(mAmB)的碰撞来验证动量守恒定律图中的碰撞来验证动量守恒定律图中PQ是斜槽,是斜槽,QR为水平槽实验时先为水平槽实验时先使使A球从斜槽上某一固定位置球从斜槽上某一
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