百年学典 全优课堂 物理 高考总复习 课件 实验七　验证动量守恒定律.pptx

;;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守恒.;2.实验器材

斜槽，大小相等、质量不同的小钢球两个，铅垂线，白纸，复写纸，天平，刻度尺，圆规.

3.注意事项

（1）前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动.

（2）进行实验：入射球质量要大于被碰球质量，即m1m2，防止碰后m1被反弹.

;4.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，长木板在实验中是否平衡了摩擦力等.

（2）偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量.

（3）减小误差的措施.

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.

;命题一课标教材原型实验［基础考查］

例1（2024年新课标卷）某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律.将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O，木板上叠放着白纸和复写纸.实验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放，a从轨道右端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出落点的平均位置P与O点的距离xP.将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端点，再将小球a从Q处由静止释放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O点的距离xM、xN.

;完成下列填空：

（1）记a、b两球的质量分别为ma、mb，实验中须满足条件ma（填“”或“”）mb.?

（2）如果测得的xP、xM、xN、ma和mb在实验误差范围内满足关系式，则验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律.实验中，用小球落点与O点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.?

;【解析】（1）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求两球半径相同且mamb.

（2）如果碰撞过程中系统动量守恒，则满足关系式mav0=mava+mbvb，上式两边同时乘下落时间t，有mav0t=mavat+mbvbt，可得maxP=maxM+mbxN.小球飞出后做平抛运动，由于下落高度一定，故下落时间一定，而小球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比，可以用小球落点与O点的距离来代替小球水平飞出时的速度，从而验证动量守恒定律.

;变式1小羽同学用图甲所示装置验证动量守恒定律（水平地面依次铺有复写纸和白纸）.

实验时，先让入射球mA，多次从斜轨上C位置由静止释放；然后，把被碰小球mB静置于轨道的末端，再将入射小球mA从斜轨上C位置由静止释放，与小球mB相撞，多次重复此步骤，用最小圆圈法分别找到小球的平均落点M、P、N，图中O点为小球抛出点在水平地面上的垂直投影.

;（1）关于此碰撞实验，下列说法正确的是.?

A.复写纸和白纸依次铺好后，实验过程中白纸的位置不能再移动

B.需要分别测量A球或B球的直径

C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同

D.需要测量A球和B球的质量mA和mB

;（2）为了减少实验误差，有同学提出斜槽倾斜部分的轨道应尽量光滑，你认为这种说法对吗？并再提出一种减少实验误差的方法：

.?

（3）如图乙所示，测量出平均水平位移OM、OP、ON的长度x1、x2、x3，若两球相碰前后的总动量守恒，碰撞属于弹性碰撞，则x1、x2、x3之间的关系表达式可表示为.?

;【解析】（1）复写纸和白纸依次铺好后，实验过程中白纸的位置不能再移动，A正确；该实验中两球从同一点抛出，则不需要测量A球或B球的直径，B错误；为防止入射球碰后反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量，为保证两球正碰，则两球大小要相同，C错误；实验要验证的关系是mAv0=mAv1+mBv2.两球碰后均做平抛运动，落地时间相同，则水平位移与速度成正比，则要验证的关系式是mAOP=mAOM+mBON，则实验中需要测量A球和B球的质量mA和mB，D正确.

;?;命题二实验拓展创新［创新考查］;器材创新;过程创新;例