2016高考物理总复习实验7验证动量守恒定律课题.ppt

实验七　验证动量守恒定律;一、实验目的 验证动量守恒定律． 二、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：m1v10＝m1v1＋m2v2.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．; 三、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． 四、实验步骤 1．用天平测出两个小球的质量m1、m2，选质量大的作为入射球m1. 2．按图2所示，安装好实验装置，使斜槽的末端点切线水平．;图2 ; 3．在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，当小球落在复写纸上时，便在白纸上留下了小球落地的痕迹． 4．在白纸上记下重垂线所指的位置O. 5．先不放上被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度滚下，重复10次．用尽可能小的圆把所有小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置． ; 6．把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从原来的高度滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用同样的方法标出碰撞后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N. 7．用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度，把两个小球的质量和相应的长度数值代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看等式是否成立． 8．整理好实验器材放回原处．; 五、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．没做到准确正碰，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． ; 六、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，如果用质量小的球与质量大的球相碰，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．检验斜槽末端是否水平的方法是：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． ; 3．保证入射小球每次必须从同一高度由静止滚下，且尽可能地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.;例1　某同学用如图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．如图中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，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．如甲图中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．;图3 ; (1)碰撞后B球的水平射程应取______ cm. (2)在以下选项中，本次实验必须进行测量的有________. (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 C．测量A球或B球的直径 D．测量A球和B球的质量(或两球质量之比) E．测量O点相对于水平槽面的高度;(3)实验中，对入射球在斜槽上释放点的位置对实验影响的说法中正确的是(　　) A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小 B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确 C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小 D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小;解析　(1)用一尽可能小的圆把小球落点圈在里面，可知圆心的位置是65.7 cm，这也是小球落点的平均位置． (2)本实验中要测量的数据有：两个小球的质量m1、m2，三个落点的距离s1、s2、s3，所以应选A、B、D． (3)入射球的释放点越高，入射球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力的影响相对减小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，选项C正确． 答案　(1)65.7　(2)ABD　(3)C;例2　如图4为实验室中验证动量守恒定律的实验装置示意图． (1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2.则(　　) A．m1m2，r1r2 B．m1m2