2018版高考物理大一轮复习第十三章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核实验十三验证动量守恒定律课件.ppt

* 实验十三　验证动量守恒定律 第十三章　动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核 内容索引 过好双基关 命题点一 教材原型实验 命题点二 实验拓展创新 过好双基关 1 1.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′，算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否相等. 2.实验器材 斜槽、小球(两个)、 、直尺、复写纸、白纸、圆规等. 基本实验要求 天平 3.实验步骤 (1)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)按照图甲安装实验装置.调整、固定斜槽使斜槽底端水平. (3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好.记下重垂线所指的位置O. (4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次.用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置. (5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，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)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度.将测量数据填入表中.最后代入 ，看在误差允许的范围内是否成立. (7)整理好实验器材放回原处. (8)实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒. 2.注意事项 (1)斜槽末端的切线必须 ； (2)入射小球每次都必须从斜槽 高度由 释放； (3)选质量较 的小球作为入射小球； (4)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. 1.数据处理 规律方法总结 水平 同一 静止 大 命题点一 教材原型实验 2 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系. 【例1】 (1)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过仅测量________(填选项前的符号)间接地解决这个问题. A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的射程 答案 解析 √ (2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相碰，并多次重复. 接下来要完成的必要步骤是______.(填选项前的符号) A.用天平测量两个小球的质量m1、m2 B.测量小球m1开始释放高度h C.测量抛出点距地面的高度H D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E.测量平抛射程OM、ON 答案 解析 √ √ √ 由表达式知：在OP已知时，需测量m1、m2、OM和ON，故必要步骤有A、D、E. (3)若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为______________________ (用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为__________________________(用(2)中测量的量表示). 若为弹性碰撞，则满足动量守恒的同时满足动能守恒，则 m1·OP＝m1·OM＋m2·ON 可得m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2 答案 解析 m1·OP＝m1·OM＋m2·ON m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2 (4)经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示.碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝______∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶______.实验结果说明，碰撞前后总动量的比值 ＝________________. 答案 解析 14 2.9 1(1～1.01均可) 解析 联立可得p1∶p1′＝OP∶OM＝44.80∶35.20＝14∶11， (5)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用(4)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为________ cm. 答案 解析 76.8 其他条件不变，使ON最大，则m1、m2发生弹性碰撞，则其动量和能量均守恒，可得 题组阶梯突破 1.在“验证动量守恒定律”的实验中，已有的实验器材有：斜槽轨道，大小相等质量不同的小钢球两个，重锤线一条，白纸，复写纸，圆规.实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情