1.4动量守恒实验 - 副本公开课.docx

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1、4实验：验证动量守恒定律实验目标：L通过实验用不同的方法探究碰撞中的动量守恒.2.领会探究碰撞中动量守恒的基本思路.3.通过实验得到一维碰撞中的动量守恒定律的表达式.一、实验原理与方法：算出碰撞前的动量=如初+初2。2及碰撞后的动量=mv, +m2v2,看碰撞前、后动量是否相等.二、实验器材方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验气垫导轨、数字计时器、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.方案二：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验光滑长木板、打点计时器、纸带、小车（两个）、天平、撞针、橡皮泥.方案三：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验斜槽、小球（两个）、天平、复写纸、

2、白纸等.三、实验过程方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.测质量：用天平测出滑块的质量.2.安装：正确安装好气垫导轨，如图所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：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验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，如图所示.3 .实验：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，把两小车连接成一个整体

3、运动.算出速度.4 .测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间，由。=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：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验1 .测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球.2 .安装：按照如图甲所示安装实验装置.调整固定斜槽使斜槽底端水平.甲乙63 .铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好.记下铅垂线所指的位置0.4 .放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自141由滚下，重复10次.用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面.就是小球落点的平均位置.5 .碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每

4、次让入射小球从斜槽同一高度（同步骤4中的高度）自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次.用步骤4的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N.如图乙所示.6 .验证：连接ON,测量线段OP. OM. QV的长度.将测量数据填入表中.最后代入2iOP=miOM+m2ON,看在误差允许的范围内是否成立.7 .整理：将实验器材放回原处.U!、数据处理方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.滑块速度的测量:等，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），Af为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间.2.验证的表达式：fnw+m2V2=mVi, +m2v2,

5、.方案二：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验1.小车速度的测量:0=工，式中x是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，Af为小车经过Ax的时间，可由打点间隔算出.2.验证的表达式：tnw+m2V2=miv, +m2v2,.方案三：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验验证的表达式：mrOP=mvOM+m2ON.六、注意事项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验证，调整气垫导轨时，应注意利用水平仪确保导轨水平.若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力.若利用平抛运动规律进行验证: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

6、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.训练案1 .（多选）如图所示为“探究碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图.在本实验中，实验必须要求的条件是（）A.斜槽轨道应尽可能光滑B.斜槽轨道末端的切线水平C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D.入射小球与被碰小球满足小。加b,2 .如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图(b)所示，电源频率

7、为50 Hz,则碰撞前甲车速度大小为 m/s,碰撞后的共同速度大小为 m/s.3 .某学习小组为了探究碰撞中的动量守恒，设计了如下方案：如图所示，斜面与水平面平滑连接，先将质量为M的滑块A从斜面上某位置由静止释放，测量出滑块在水平面上滑行的距离xo;接着将质量为机、相同材料的小滑块B放在斜面底端的水平面上，再让A从斜面上同一位置由静止释放，4与3碰撞后，测量出各自沿水平面滑行的距离为、X2,实验中M帆，重力加速度为g(1)若满足关系式，则验证了 A和B的碰撞中动量守恒(用题目中给出的物理量表示).(2)若满足关系式，则验证了 A和8的碰撞中动能保持不变(用题目中给出的物理量表示).若水平面稍有

8、倾斜，本实验(填正确选项).A.无法验证系统动量守恒B.仍可以验证系统动量守恒C.满足系统动量守恒的关系式将改变4 .(多选)某同学用频闪照相和气垫导轨探究碰撞中的不变量，现用天平测出滑块A、8的质量分别为300 g和200 g,接着安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平.然后向气垫导轨通入压缩空气，再把4、B两滑块放到导轨上，分别给它们初速度，同时开始闪光照相，闪光的时间间隔为M=0.2 s.如图所示是闪光4次拍摄得到的照片，其间A、B两滑块均在080cm刻度范围内.第一次闪光时，滑块恰好通过x=55 cm处，滑块A恰好通过x=70 cm处，碰撞后滑块A静止，B立即反向.关于该实

9、验，下列判断正确的是（01020304050607080 xcm|I I 11.万 b bB 71 7A.两滑块的碰撞发生在第一次闪光后0.1 s B.碰撞前A的速度大小是0.5 m/sC.碰撞前B的速度大小是1.0 m/sD.实验结果表明，碰撞前后两滑块的质量与速度的乘积之和不变5 .用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的。、b两个小球用等长的、不可伸长的细线悬挂起来，b球静止，拉起球由静止释放，在最低点、两球发生正碰，碰后球速度为零，完成以下问题:实验中必须测量的物理量有A. q、力球的质量mB.细线的长度LC.释放时球偏离竖直方向的角度仇D,碰后力球偏离竖直方向的最大角

10、度仇E.当地的重力加速度g利用上述测量的物理量验证动量守恒定律的表达式为6.实验小组采用如图所示装置进行了动量守恒实验验证.a.在木板表面先后钉上白纸和复印纸，并将木板竖直立于靠近槽口处，使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O;b.将木板向右平移适当的距离固定，再使小球A从原固定点C由静止释放,撞到木板上得到痕迹Pc.把半径相同的小球B静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球A仍从原定点C由静止释放，与小球B相碰后，两球撞在木板上得到痕迹M和N；d.用刻度尺测量纸上。点到M、尸、N三点的距离分别为山、山、屿请你写出用直接测量的物理量来验证两球碰撞过程中系统的动量守恒的表达式： .（小球4、B的质量分别为机1、m2）