实验验证动量恒守定律超赞.pptVIP

实验十四　验证动量守恒定律;;【实验原理】 在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒．;【实验器材】 方案一：气垫导轨，滑块，天平，弹性圈，粘扣，挡光片，光电门，物理实验微机辅助教学系统． 方案二：重垂线一条，大小相等、质量不同的小球两个，斜槽，白纸，复写 纸，刻度尺，天平一台，圆规一个．;【实验步骤】 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验 1．测质量：用天平测出滑块质量． 2．安装：正确安装好气垫导轨．(如图12－2－1所示) ; 图12－2－1 ;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(①改变滑块的质量；②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：利用斜槽完成一维碰撞实验 1．先用天平测出小球质量m1、m2.;2．按如图12－2－2所示安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端切线水平． ; 图12－2－2 ;3．在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，在白纸上记下重垂线所指的位置O. 4．先不放被碰小球，让入射球从斜槽上某一高度处滚下，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. ;5．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，使它们发生正碰，重复10次，依照步骤4求出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.过O、N在纸上作一直线．; 图12－2－3 ;三、注意事项 1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”． 2．若利用“气垫导轨”完成实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平．;若用“斜槽”完成实验，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放． ;四、误差分析 1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即： (1)碰撞是否为一维碰撞． (2)实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平，两球是否等大． ;2．偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量． 3．改进措施：(1)设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件． (2)采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差． ;一、基本实验原理及操作 如图12－2－4所示为“验证动量守恒定律”实验装置示意图． 图12－2－4;(1)入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是m1________m2. (2)为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使________． (3)实验步骤如下： A．在地面上依次铺白纸和复写纸．;B．确定重锤对应点O. C．不放球2，让球1从槽M点滚下，确定它的落地点P. D．把球2放在立柱上，让球1从斜槽M点滚下，与球2正碰后，确定它们落地位置L1、L2. E．量出OL1、OP、OL2的长度．;【答案】　(1)　(2)斜槽末端切线水平　(3)见解析 【规律总结】　掌握该实验的操作要领和注意事项是解决问题的关键． ;二、实验数据的处理 ;水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次;实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后两;滑块的总动量大小为________．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．; 图12－2－5 ;【解析】　动量p＝mv，根据v＝s/(5t)可知两滑块碰前的速度分别为v1＝0.2s1b、v2＝0.2s3b，则碰前动量分别为0.2abs1和0.2abs3，总动量大小为av1－av2＝0.2ab(s1－s3)；碰撞后两滑块的总动量大小为2av＝2as2/(5t)＝0.4abs2. ;【答案】　0.2abs3　0.2abs1　0.2ab(s1－s3)　0.4abs2(第1、2空答案可互换) 【规律总结】　本实验是另一种验证动量守恒的方法，数据记录是借助纸带，正确掌握利用纸带求瞬时速度的方法是解题的前提．;三、创新实验 ;－2－6甲所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50 Hz，长木板右端下面垫放小木块用以平衡摩 擦力．; 图12－2－6 ;(1)若已知打出的纸带如图乙所示，并测得各计数点间距已标在图