浙江专版2019版高考物理大一轮复习第十二章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核实验19探究碰撞中的不变量学案.doc
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1、【 精品教育资源文库 】 实验 19 探究碰撞中的不变量 (加试 ) 考纲解读 (1)尝试设计实验方案 , 知道实验需要测量的物理量和所需器材。 (2)根据不同的实验方案设计实验记录表 , 收集并正确记录数据。 (3)分析实验数据 , 得出实验结论。 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。 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、橡皮泥等。 方案二:带细线的摆球 (两套 )、
2、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、小球 (两个 )、天平、复写纸、白纸等。 实验步骤 方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验 (如图所示 ) 1.测质量:用天平测出滑块质量。 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和方向 )。 4.验证:一维碰撞中的动量守恒。 方案二:利用等长 悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验 (如图所示 ) 1.测质量:用天平测出两小球的质量 m1、 m2。
3、【 精品教育资源文库 】 2.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 , 放下后它们相碰。 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。 6.验证:一维碰撞中的动量守恒。 方案三:在光滑 桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验 (如图所示 ) 1.测质量:用天平测出两小车的质量。 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 , 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
4、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中 , 把两小车连接成一体运动。 4.测速度:通过纸 带上两计数点间的距离及时间由 v x t算出速度。 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。 数据处理 1.速度的测量 方案一:滑块速度的测量: v x t, 式中 x 为滑块挡光片的宽度 (仪器说明书上给出 , 也可直接测量 ), t 为数字计时器显示的滑块 (挡光片 )经过光电门的时间。 方案二:摆球速度的测量: v 2gh, 式中 h 为小球释放时 (或碰撞后摆起的 )高度 , h 可用刻度尺测量 (也可由量角器和摆
5、长计算出 )。 方案三:小车速度的测量: v x t, 式中 x 是纸带上两计数点间的距离 , 可用刻度尺测量 , t 为小车经过 x 的时间 , 可由打点间隔算出。 2.验证的表达式 方案一、二、三 : m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 。 注意事项 【 精品教育资源文库 】 1.前提条件 碰撞的两物体应保证 “ 水平 ” 和 “ 正碰 ” 。 2.方案提醒 (1)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。 (2)若利用摆球进行实验 , 两小球静止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面内 。
6、(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擦力。 (4)若利用斜槽小球碰撞应注意: 斜槽末端的切线必须水平; 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; 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。 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。 考点一 实验原理及实验操作 1.(多选 )在利用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验中 , 下列操作正确的是 ( ) A.相互作用的两车上 , 一个装上撞针 , 一个装上橡皮泥 , 是为了改变两车的质量 B.相互作用的两车上 , 一个装上撞针 , 一个装上橡皮泥 , 是为了
7、使两车碰撞后粘在一起 C.先接通打点计时器的电源 , 再释放拖动纸带的小车 D.先释放拖动纸带的小车 , 再接通打点计时器的电源 解析 改变小车的质量可以加砝码 , 装上撞针和橡皮泥 , 这样做是为了使两车碰撞后粘在一起 , 有共同的速度 , 选项 A 错误 , B 正确;打点计时器的使用原则是先接通电源 , 再释放纸带 , 选项 C 正确 , D 错误。 答案 BC 2.在做 “ 验证动量守恒定律 ” 实验时 , 入射球 a 的质量为 m1, 被碰球 b 的质量为 m2, 小球的半径为 r, 各球的落地点如图所示 , 下列关于这个实验的说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.入
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