高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 （高頻考點(diǎn)+熱點(diǎn)導(dǎo)練+歷年高考題）第14章 第3節(jié) 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課件 新人教版

第第3節(jié)節(jié)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律考點(diǎn)考點(diǎn)1：實(shí)驗(yàn)原理的考查：實(shí)驗(yàn)原理的考查【例1】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來靜止的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖1331甲所示，在小車后連接著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為50Hz，長(zhǎng)木板墊著小木片以平衡摩擦力圖1331 (1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖1331乙所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(標(biāo)在圖上)A為運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)，則應(yīng)該選擇_段來計(jì)算A碰前的速度，應(yīng)選擇_段來計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上空格選填“AB”“BC”“CD”“DE”) (2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1=0.40kg，小車B的質(zhì)量 m2= 0 . 2 0 k g ， 由 以 上 測(cè) 量 結(jié) 果 可 得 碰 前m1v0=_kgm/s；碰后(m1+m2)v共=_kgm/s(保留三位有效數(shù)字)由此得出結(jié)論_切入點(diǎn)：分析運(yùn)動(dòng)參量的變化，結(jié)合原理深入剖析【解析】(1)分析紙帶上的點(diǎn)跡可以看出，BC段既表示小車做勻速運(yùn)動(dòng)，又表示小車具有較大的速度，故BC段能準(zhǔn)確地描述小車A碰前的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)當(dāng)選擇BC段計(jì)算小車A碰前的速度，而DE內(nèi)小車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，故應(yīng)選擇DE段計(jì)算碰后A和B的共同速度 200210.50 10215 0.025m/s1.050m/s 0.40 1.050kg m/s0.420kg m/s6.95 10 15 0.025m/s0.695m/sABCAvfAm vDEABvf共小車 碰撞前的速度小車 在碰撞前：碰后 和 的共同速度答案：BCDE0.4200.417在誤差許可的范圍內(nèi)，碰撞中mv的矢量和是守恒的點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)是速度的計(jì)算，計(jì)算時(shí)要注意單位和有效數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)驗(yàn)證完畢要注意對(duì)數(shù)據(jù)評(píng)估分析，找到誤差形成的原因12 0.200.400.695kg m/s0.417kg m/s AB mmvmv共碰撞后 和 ：結(jié)論：在誤差許可的范圍內(nèi)，碰撞中的矢量和是守恒的考點(diǎn)考點(diǎn)2：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理【例2】氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒有摩擦我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來探究碰撞中的不變量，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1332所示(彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì))，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖1332 a用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB. b調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平 c在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導(dǎo)軌上 d用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1. e按下電鈕放開卡銷，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2.(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是_.( 2 ) 利 用 上 述 測(cè) 量 的 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) ， 得 出 關(guān) 系 式_成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和，上式中算得的A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是_.(3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大?。咳缒?，請(qǐng)寫出表達(dá)式切入點(diǎn)：結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，分析記錄的數(shù)據(jù)【解析】(1)要測(cè)量B的速度必須要先測(cè)出B的位移和該位移所用時(shí)間，故還應(yīng)測(cè)量的物理量為B的右端至D板的距離L2. 121220.ABmvLLmmtt因?yàn)榕鲎仓皟晌矬w都靜止即總動(dòng)量為零，所以要得出守恒的量是的矢量和，需得到關(guān)系式給驗(yàn)證帶來誤差的原因有測(cè)量時(shí)間、距離等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差 21p2122223121.2ABABLEmtLmt根據(jù)能量守恒定律， 、 兩物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能來源于靜止時(shí)候壓縮彈簧的彈性勢(shì)能，故根據(jù)動(dòng)能的總和可求彈簧的彈性勢(shì)能，即答案：(1)B的右端至D板的距離L2(2)有測(cè)量時(shí)間、距離等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差(3)見解析考點(diǎn)考點(diǎn)3：實(shí)驗(yàn)誤差的來源分析：實(shí)驗(yàn)誤差的來源分析【例3】在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生誤差的主要原因有()A碰撞前、后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的方向不是絕對(duì)沿水平方向B小球在空中飛行時(shí)受到空氣阻力C通過復(fù)寫紙描得的各點(diǎn)，不是理想的點(diǎn)，有一定的大小，從而帶來作圖上的誤差D測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)有誤差【解析】若入射小球和被碰小球的運(yùn)動(dòng)方向不是絕對(duì)沿水平方向，就不能保證它們做平拋運(yùn)動(dòng)，給實(shí)驗(yàn)帶來很大誤差小球在空中飛行時(shí)受空氣阻力大小與速度大小有關(guān)，速度越大阻力越大，因而落地點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離會(huì)有系統(tǒng)誤差落點(diǎn)的確定及長(zhǎng)度的測(cè)量會(huì)存在偶然誤差答案：ABD點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)誤差的來源分析： 1.應(yīng)多次進(jìn)行碰撞，兩球的落地點(diǎn)均要通過取平均位置來確定，以減小偶然誤差 2在實(shí)驗(yàn)過程中，使斜槽末端切線水平和兩球發(fā)生正碰，否則兩小球在碰后難以做平拋運(yùn)動(dòng) 3適當(dāng)選擇擋球板的位置，使入射小球的釋放點(diǎn)稍高，以獲得較大的入射速度 4實(shí)驗(yàn)過程中白紙位置發(fā)生移動(dòng)，導(dǎo)致在白紙上的落點(diǎn)位置發(fā)生較大變化，也會(huì)給測(cè)量帶來誤差