高三物理一輪復(fù)習(xí) 第14章第3課時(shí) 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課件 魯科版

1動(dòng)量動(dòng)量（選考）（選考）實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律守恒定律第十四章2 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒. 二、實(shí)驗(yàn)原理 如圖14-3-1所示，質(zhì)量分別為m1和m2的A、B兩個(gè)小球發(fā)生正碰，若碰前m1入射、m2靜止，碰撞后兩個(gè)小球從水平軌道水平飛出做平拋運(yùn)動(dòng)且下落高度相同，則飛行時(shí)間相等.3 若用飛行時(shí)間作為單位時(shí)間，則小球水平速度在數(shù)值上等于小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，測(cè)出小球的質(zhì)量m1、m2，兩球碰撞前后水平運(yùn)動(dòng)位移s1、s1、s2，若m1s1=m1s1+m2s2成立，則可驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.圖圖14-3-14 三、實(shí)驗(yàn)器材 斜槽、兩個(gè)大小相等質(zhì)量不等的小球、重垂線、白紙、復(fù)寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī). 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.用天平稱量?jī)蓚€(gè)小球質(zhì)量m1、m2；5 2.將斜槽固定在桌邊，使斜槽末端切線水平，使小球在軌道水平部分任意位置均能靜止; 特別提示1：該方法是一種判斷斜槽末端切線是否水平的簡(jiǎn)便方法. 3.在水平地面上鋪放白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，用膠帶固定； 4.在白紙上記下重垂線錘尖所指的位置O,即為小球平拋運(yùn)動(dòng)水平位移的起始點(diǎn)；6 5.先不放被碰小球，取質(zhì)量較大的m1小球從斜槽上某一固定高度處由靜止開始滾下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)十次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有小球落點(diǎn)圈在圓內(nèi)，圓心就是入射小球不發(fā)生碰撞情況下的平均落地點(diǎn)P; 特別提示2：此步驟中的利用圓規(guī)確定小球平均落地點(diǎn)的方法在很多實(shí)驗(yàn)中可遷移應(yīng)用.若有個(gè)別落點(diǎn)偏離圓圈過遠(yuǎn)，則說明該落點(diǎn)誤差較大，應(yīng)將該點(diǎn)予以剔除.7 6.把被碰小球放在斜槽末端，讓入射小球從原來固定高度處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生正碰，重復(fù)此操作10次，用同樣方法確定入射小球平均落點(diǎn)位置M和被碰小球平均落點(diǎn)位置N; 7.用刻度尺量出線段長(zhǎng)度 、 .和； 8.將各測(cè)量值代入p=m1 ，p= m1 +m2 ，看碰前、碰后系統(tǒng)總動(dòng)量是否相等,得出結(jié)論.OPOMONOPOMON 確定小球碰撞前后三個(gè)落點(diǎn)的位置 某同學(xué)用如圖14-3-2所示的裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，O點(diǎn)是水平槽的末端R在記錄紙上的豎直投影點(diǎn).實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止釋放，落到鋪在水平地面上的記錄紙上，留下痕跡.9 重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，設(shè)該情況下A落地點(diǎn)記為號(hào)位置. 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球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自落點(diǎn)痕跡，同樣重復(fù)10次， 設(shè)此情況下A、B落地點(diǎn)分別記為號(hào)、號(hào)位置.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(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊.則10圖圖14-3-211 (1)以上記錄的號(hào)、號(hào)、號(hào)位置分別在、.(選填“甲”、“乙”、“丙”) (2)若球在甲、乙、丙處落地痕跡如圖14-3-3(甲)、(乙)、(丙)所示，則未碰撞的A球落下水平射程應(yīng)為 cm, 發(fā)生碰撞的A、B球水平射程應(yīng)分別為cm、cm.圖圖14-3-312 (1)設(shè)入射小球不發(fā)生碰撞情況下飛出速度為v0，入射小球在發(fā)生碰撞情況下飛出速度為v1，被碰小球飛出速度為v2，由于v1v0v2,三種情況下小球平拋飛行時(shí)間相等，得小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移大小關(guān)系為v1tv0tv2t.因此甲位置為入射球在發(fā)生碰撞情況下在水平地面上的落地點(diǎn)，乙為入射球在不發(fā)生碰撞情況下在水平地面上的落地點(diǎn)，丙為被碰球在發(fā)生碰撞情況下在水平地面上的落地點(diǎn).答案：乙、甲、丙.13 (2)用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有小球落點(diǎn)圈在圓內(nèi)，圓心即為平均落地點(diǎn).未碰撞的A球落下水平射程應(yīng)為45.6cm(45.046.2cm范圍內(nèi)), 發(fā)生碰撞的A、B球水平射程應(yīng)分別為17.2cm(17.018.0cm范圍內(nèi))和64.7cm(64.265.2cm范圍內(nèi)).14 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1：在做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中：在做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中： (1)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球的落點(diǎn)情況如圖某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球的落點(diǎn)情況如圖14-3-4所所示，假設(shè)碰撞過程動(dòng)量守恒，則入射小球的質(zhì)量示，假設(shè)碰撞過程動(dòng)量守恒，則入射小球的質(zhì)量m1和被碰小球的質(zhì)量和被碰小球的質(zhì)量m2之比之比m1 m2=_ (2)在實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)小球的落地情況，若等式在實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)小球的落地情況，若等式=_成立，則可證明碰撞中系統(tǒng)的動(dòng)量成立，則可證明碰撞中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒守恒圖143415 解析：解析：(1)若動(dòng)量守恒，有若動(dòng)量守恒，有m1 =m1 +m2 即即m125.5=m115.5+m240.0 解得解得m1m2=41 (2)由由m1 =m1 +m2 得得 =OPOMON12m (OP - OM )mOPOMONON16 誤差分析 在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，入射小球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)影響的說法中正確的是( ) A.釋放點(diǎn)越低，小球所受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小17 B.釋放點(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差越小 C.釋放點(diǎn)越高，兩球碰后水平位移越大，水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差越小 D.釋放點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，斜槽?duì)被碰小球阻力越小18 入射小球釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)速度越大，相互作用力越大，外力的沖量相對(duì)越小，碰撞前后的水平位移越大，測(cè)量水平位移的相對(duì)誤差越小，又斜槽對(duì)被碰小球的阻力與碰撞的作用力無關(guān)，故A、B、D均錯(cuò)誤，只有C項(xiàng)正確. 19 變式訓(xùn)練2：在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于小球落點(diǎn)的說法，正確的是() 如果小球每次從同一點(diǎn)無初速度釋放，重復(fù)幾次的落點(diǎn)一定是重合的 由于偶然因素的存在，重復(fù)操作時(shí)小球落點(diǎn)不重合是正常的，但落點(diǎn)應(yīng)當(dāng)比較密集 測(cè)定P的位置時(shí)，如果重復(fù)10次的落點(diǎn)分別是P1、P2、P3、P10,則OP應(yīng)取OP1、OP2、OP3、OP10的 平均值，即OP= 用半徑盡可能小的圓把P1、P2、P3、P10圈住，這個(gè)圓的圓心就是入射小球落點(diǎn)的平均位置P A.B. C.D.1231010OPOPOPOP 解析：解析：雖然小球每次從同一點(diǎn)無初速度釋雖然小球每次從同一點(diǎn)無初速度釋放，但是由于在操作過程中的偶然因素的影響，放，但是由于在操作過程中的偶然因素的影響，不會(huì)每次都落到同一個(gè)點(diǎn)上，否則就沒有必要不會(huì)每次都落到同一個(gè)點(diǎn)上，否則就沒有必要重復(fù)重復(fù)10次了因此，次了因此，是錯(cuò)誤的，是錯(cuò)誤的，是正確是正確的在實(shí)驗(yàn)中尋求落點(diǎn)，是利用半徑盡可能小的在實(shí)驗(yàn)中尋求落點(diǎn)，是利用半徑盡可能小的圓把的圓把10個(gè)點(diǎn)圈住，這個(gè)圓的圓心就是入射小個(gè)點(diǎn)圈住，這個(gè)圓的圓心就是入射小球落點(diǎn)的平均位置球落點(diǎn)的平均位置P.因此，因此，是錯(cuò)誤的，是錯(cuò)誤的，是是正確的正確的答案為答案為D.