2014物理第六章第4課時實驗驗證動量守恒定律.ppt

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廣州出版社 2014年五羊高考 高考總復習物理 課件 2014年五羊高考物理復習 第4課時實驗驗證動量守恒定律 課前自主解讀 1 實驗目的研究碰撞 對心碰撞 中的動量守恒 2 實驗器材斜槽軌道 碰撞實驗器 鋼質(zhì)入射小球m1 被碰硬膠木制靶球m2 白紙 復寫紙 三角尺 小鉛錘 選球時 應保證入射球質(zhì)量m1 靶球質(zhì)量m2 同時保證入射球半徑 靶球半徑 天平 附砝碼一套 刻度尺 圓規(guī) 大于 等于 3 實驗原理由于入射球和靶球碰后從同一高度飛出做平拋運動 故飛行時間相等 如圖所示 有入射球碰撞前 后速度大小分別為v0 v1 靶球碰后速度為v2 4 注意事項 1 正確調(diào)節(jié)斜槽末端前立柱的位置 以保證入射球和靶球 2 入射球的初始高度 否則小球從斜槽末端飛出距離太小 會導致增大測量誤差 3 入射球質(zhì)量應 靶球質(zhì)量 否則入射球與靶球碰撞后會反彈 因為摩擦形成誤差 課前自主解讀 在水平方向上發(fā)生正碰 應適當高些 大于 課堂主題互動 主題一 驗證動量守恒定律實驗 例題1 如圖所示 在 驗證動量守恒定律 的實驗中 為了使實驗得到較好的效果 1 在調(diào)整實驗裝置時 應注意調(diào)整軌道末端 這是為了 2 在做實驗時 比較斜槽軌道上較低位置和較高位置 應選擇 釋放小球 理由是 3 如入射小球質(zhì)量為m1 被碰撞小球質(zhì)量為m2 實驗記錄下小球的落點為M P N 如圖所示 則本實驗驗證動量守恒的根據(jù)是看 切線沿水平方向 保證入射小球和被碰小球在碰后都能做平拋運動 較高位置 和被碰球之間的相互作用時間可以縮短 增大它們之間的相互作用力 因為入射球在碰撞前可獲得較大的速度 球所受的阻力可忽略不計 m1 OM m2 ON是否與m1 OP相等 變式1 圖為 驗證動量守恒 的實驗裝置圖 請完成下列問題 1 根據(jù)實驗要求 應滿足mA mB 選填 大于 小于 或 等于 2 未放B球時 A球落地點是記錄紙上的 點 填M P或N 3 A B兩球在記錄紙上留下的落點痕跡如圖所示 其中米尺的零點與O點對齊 則碰撞后A球的水平射程為sA cm B球的水平射程為sB cm 大于 P 14 45 44 45 主題一 驗證動量守恒定律實驗 主題二 動量守恒定律的創(chuàng)新實驗 例題2 某同學設計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗 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 他設計的具體裝置如圖 甲 所示 在小車A后連著紙帶 電磁打點計時器電源頻率為50Hz 長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力 1 若已得到打點紙帶如圖 乙 所示 并測得各計數(shù)點間距標在圖上 A為運動起始的第一點 則應選 段起計算A的碰前速度 應選 段來計算A和B碰后的共同速度 填AB BC CD DE 2 已測得小車A的質(zhì)量m1 0 40kg 小車B的質(zhì)量m2 0 20kg 由以上測量結(jié)果可得 碰前總動量p0 kg m s 碰后總動量p1 kg m s BC DE 0 420 0 417 圖 甲 圖 乙 變式2 某同學用圖 甲 的裝置 驗證動量守恒定律 在固定的豎直支架上水平固定一中間開孔的圓管 用兩小球夾一彈簧置于圓管內(nèi) 通過小孔向上拉緊系于兩球間的細繩 使兩小球壓縮彈簧 然后用剪刀剪斷細繩 兩小球脫離彈簧后從管口沿水平方向彈出 分別落于地面上的A B兩點 圓管兩端口在地面上的投影分別為O O 則 1 本實驗必須測量的物理量有 A 圓筒到水平地面的高度HB 小球的質(zhì)量ma和mbC 小球在空中運動的時間tD 小球發(fā)生的水平位移OA和O B 2 用測得的物理量寫出驗證動量守恒的表達式為 3 該同學通過改變兩個小球?qū)椈傻膲嚎s量來改變兩個小球的水平射程 重復幾次實驗 最后以小球a的水平射程sa為橫坐標 以小球b的水平射程sb為縱坐標作圖 得到了如圖 乙 所示的圖象 由該圖象得出的結(jié)論是 由圖象可知兩物體的質(zhì)量之比為ma mb BD ma OA mb O B 2 1 由圖象可知以a b兩球組成的系統(tǒng)動量守恒 主題二 動量守恒定律的創(chuàng)新實驗 課外演練 1 在做 驗證動量守恒定律 的實驗中 入射球每次滾下都應從斜槽上的同一位置無初速釋放 這是為了使 A 小球每次都能水平飛出槽口B 小球每次都以相同的速度飛出槽口C 小球在空中飛行的時間不變D 小球每次都能對心碰撞2 雙選 在做 驗證動量守恒定律 的實驗中 安裝斜槽軌道時應讓斜槽末端點的切線保持水平 這樣做的目的是為了使 A 入射小球得到較大的速度B 入射小球與被碰小球?qū)π呐鲎埠笏俣染鶠樗椒较駽 入射小球與被碰小球碰撞時無能量損失D 入射小球與被碰小球碰后均能從同一高度飛出 B BD 3 某同學用如圖4 1所示裝置通過半徑相同的A B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律 圖中PQ是斜槽 QR為水平槽 實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下落到位于水平地面的紀錄紙上 留下痕跡 重復上述操作10次 得到10個落點痕跡 再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方 讓A球仍從位置G由靜止開始滾下和B球碰撞 A B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡 重復操作10次 圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點 B球落點的痕跡如右圖所示 其中米尺水平放置 且平行于G R O所在的平面 米尺的零點與O點對齊 課外演練 1 碰撞后B球的水平射程應取為 cm 2 在以下選項中 哪些是本次實驗必須進行測量的 答 填選項號 A 水平槽上未放B球時 測量A球落點位置到O點的距離B A球與B球碰撞后 測量A球落點位置到O點的距離C 測量A球或B球的直徑D 測量A球和B球的質(zhì)量 或兩球質(zhì)量之比 E 測量G點相對于水平槽面的高度 課外演練 64 7 ABD 4 氣墊導軌是常用的一種實驗儀器 它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊 使滑塊懸浮在導軌上 滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦 我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌和滑塊A和B驗證動量守恒定律 實驗裝置如圖4 2所示 采用的實驗步驟如下 A 用天平分別測出滑塊A B的質(zhì)量mA mB B 調(diào)整氣墊導軌 使導軌處于水平 C 在A和B間放一個被壓縮的輕彈簧 用電動卡銷鎖定 靜止放置在氣墊導軌上 D 用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1 E 按下電鈕放開卡銷 同時分別記錄滑塊A B運動時間的計時器開始工作 當A B滑塊分別碰撞C D擋板時計時結(jié)束 記下A B分別到達C D的運動時間t1 t2 課外演練 1 實驗中還應測量的物理量是 2 利用上述測量的實驗數(shù)據(jù) 驗證動量守恒定律的表達式是 上式中算得的A B兩滑塊的動量大小并不完全相等 產(chǎn)生誤差的原因是 課外演練 測量質(zhì)量 時間 距離都會存在誤差 另外由于阻力 氣墊導軌不水平也會造成誤差 THANKYOU