2011物理优化方案一轮复习：实验7_验证动量守恒定律.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 基础知识梳理 【实验目的】 　验证动量守恒定律． 基础知识梳理 【实验原理】 质量为m1和m2的两个小球发生正碰，若碰前m1运动，m2静止，根据动量守恒定律应有：m1v1＝m1v′1＋m2v′2因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地 图6－4－1 基础知识梳理 前运动的时间就相同，则小球的水平速度若用飞行时间作时间单位，在数值上就等于小球飞出的水平距离．所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入公式就可验证动量守恒定律．即m1OP＝m1OM＋m2ON，式中OP、OM和ON的意义如图6－4－1所示． 基础知识梳理 【实验器材】 　斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、圆规、三角板． 基础知识梳理 【实验步骤】 1．先用天平测出小球质量m1、m2. 2．按图6－4－2那样安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，把被碰小球放在斜槽前端边缘处，调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度， 图6－4－2 基础知识梳理 且碰撞瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行，以确保正碰后的速度方向水平． 3．在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸． 4．在白纸上记下重垂线所指的位置O. 基础知识梳理 5．先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点P. 6．把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从同一高度滚下，使它发生正碰，重复10次，仿步骤(5)求出入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N. 基础知识梳理 7．用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度． 8．整理好实验器材放回原处． 核心要点突破 一、误差分析 　实验中发现碰撞后系统(m1、m2)水平方向的总动量小于碰撞前系统水平方向的总动量，误差主要来源于： 1．难做到准确的正碰，则误差较大；斜槽末端若不水平，则得不到准确的平抛运动而造成误差． 2．O、P、M、N各点定位不准确，测量和作图有偏差． 核心要点突破 二、注意事项 1．本实验中两个小球质量不同，一定是质量大的作入射球，质量小的作被碰球，如果用质量小的与质量大的相碰，则质量小的球可能被反弹，这样就不能准确测定入射小球碰后的速度． 2．该实验要确保斜槽末端水平．检验是否水平的方法是：将小球轻轻放在斜槽末端的水平部分的任一位置，若小球均能保持静止，则表明斜槽末端已水平． 核心要点突破 3．保证入射小球每次必须从同一高度由静止滚下，且尽可能的让小球的释放点高些． 4．实验过程中，实验桌、斜槽及白纸的位置始终不变． 5．在计算时一定要注意m1、m2和OP、OM、ON的对应关系． 高频考点例析 某同学用图6－4－3甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次， 题型一 数据的处理与分析 例1 高频考点例析 得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点．B球落点痕迹如图6－4－3乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐． 高频考点例析 图6－4－3 高频考点例析 (1)碰撞后B球的水平射程应取为________ cm. (2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？________.(填选项号) A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离 B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离 高频考点例析 C．测量A球或B球的直径 D．测量A球与B球的质量(或两球质量之比) E．测量G点相对于水平槽面的高度 【解析】　(1)用最小的圆将所有点圈在里面，圆心位置即为落点平均位置，找准平均位置，读数时应在刻度尺的最小刻度后面再估读一位．读数为64.7 cm. 高频考点例析 (2)以平抛时间为时间单位，则平抛的水平距离在数值上等于平抛初速度．设A未碰B，平抛水平位移为sA；A、B相碰后，A、B两球的水平位移分别为sA′、sB′，A、B质量分别为mA、mB，则碰前A的动量可写成mAsA，碰后A、B总动量为mAsA′＋mBsB′，要验证动量是否守恒，即验证以上两动量是否相等．所以该实验应测量的物理量有mA、mB、sA、sA′、sB′. 高频考点例析