《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 動(dòng)量守恒定律 力學(xué)三大觀點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)7 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課件 新人教版.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 動(dòng)量守恒定律 力學(xué)三大觀點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)7 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課件 新人教版.ppt（36頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

實(shí)驗(yàn)7驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證動(dòng)量守恒定律 二 實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中 測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v v 找出碰撞前的動(dòng)量p m1v1 m2v2及碰撞后的動(dòng)量p m1v1 m2v2 看碰撞前后動(dòng)量是否守恒 三 實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案1 利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1 測質(zhì)量 用天平測出滑塊質(zhì)量 2 安裝 正確安裝好氣墊導(dǎo)軌 3 實(shí)驗(yàn) 測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度 改變滑塊的質(zhì)量 改變滑塊的初速度大小和方向 4 驗(yàn)證 一維碰撞中的動(dòng)量守恒 實(shí)驗(yàn)方案2 利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1 測質(zhì)量 用天平測出兩小球的質(zhì)量m1 m2 2 安裝 把兩個(gè)等大小球用等長懸線懸掛起來 3 實(shí)驗(yàn) 一個(gè)小球靜止 拉起另一個(gè)小球 放下時(shí)它們相碰 4 測速度 可以測量小球被拉起的角度 從而算出碰撞前對(duì)應(yīng)小球的速度 測量碰撞后小球擺起的角度 算出碰撞后對(duì)應(yīng)小球的速度 5 改變條件 改變碰撞條件 重復(fù)實(shí)驗(yàn) 6 驗(yàn)證 一維碰撞中的動(dòng)量守恒 實(shí)驗(yàn)方案3 在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1 測質(zhì)量 用天平測出兩小車的質(zhì)量 2 安裝 如圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置 3 實(shí)驗(yàn) 接通電源 讓小車A運(yùn)動(dòng) 小車B靜止 兩車碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中 把兩小車連接成一體運(yùn)動(dòng) 4 測速度 通過紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離及時(shí)間由v 算出速度 5 改變條件 改變碰撞條件 重復(fù)實(shí)驗(yàn) 6 驗(yàn)證 一維碰撞中的動(dòng)量守恒 實(shí)驗(yàn)方案4 利用斜槽上滾下的小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1 測質(zhì)量 用天平測出兩小球的質(zhì)量 并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏?2 安裝 如圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置 調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平 3 鋪紙 白紙?jiān)谙?復(fù)寫紙?jiān)谏?記下重垂線所指的位置O 4 放球找點(diǎn) 不放被撞小球 每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下 重復(fù)10次 用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面 圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置 5 碰撞找點(diǎn) 把被撞小球放在斜槽末端 每次讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下 使它們發(fā)生碰撞 重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次 用步驟4的方法 標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N 如圖所示 四 注意事項(xiàng)1 前提條件 碰撞的兩物體應(yīng)保證 水平 和 正碰 2 探究結(jié)論 尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不變 五 誤差分析1 系統(tǒng)誤差 主要來源于裝置本身是否符合要求 1 碰撞是否為一維 2 實(shí)驗(yàn)是否滿足動(dòng)量守恒的條件 如氣墊導(dǎo)軌是否水平 兩球是否等大 用長木板實(shí)驗(yàn)時(shí)是否平衡掉摩擦力 2 偶然誤差 主要來源于質(zhì)量m和速度v的測量 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 教材原型實(shí)驗(yàn)例1 2017 廣西南寧興寧區(qū)期末 如圖所示 用碰撞實(shí)驗(yàn)器可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 1 實(shí)驗(yàn)中 直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的 但是 可以通過僅測量 填選項(xiàng)前的符號(hào) 間接地解決這個(gè)問題 A 小球開始釋放高度hB 小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC 小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 2 圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影 實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓入射球m1多次從斜軌上Q位置靜止釋放 找到其平均落地點(diǎn)的位置P 測量平拋射程OP 然后 把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分 再將入射球m1從斜軌上Q位置靜止釋放 與小球m2相碰 并多次重復(fù) 接下來要完成的必要步驟是 填選項(xiàng)前的符號(hào) A 用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1 m2B 測量小球m1開始釋放高度hC 測量拋出點(diǎn)距地面的高度HD 分別找到m1 m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M NE 測量平拋射程OM ON 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 3 若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒 其表達(dá)式可表示為 用 2 中測量的量表示 若碰撞是彈性碰撞 那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為 用 2 中測量的量表示 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 思維點(diǎn)撥驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中 質(zhì)量可測而瞬時(shí)速度較難 因此采用了落地高度不變的情況下 水平射程來反映平拋的初速度大小 所以僅測量小球拋出的水平射程來間接測出速度 過程中小球釋放高度不需要測量 小球拋出高度也不要求測量 最后可通過質(zhì)量與水平射程乘積來驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 例2 2017 四川成都武侯區(qū)模擬 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 D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A B探究碰撞中的不變量 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 彈簧的長度忽略不計(jì) 采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下 a 用天平分別測出滑塊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 靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 d 用刻度尺測出A的左端至擋板C的距離l1 e 按下電鈕放開卡銷 同時(shí)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滑塊分別碰撞擋板C D時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束 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)測量的物理量及其符號(hào)是 2 作用前A B兩滑塊質(zhì)量與速度乘積之和為 作用后A B兩滑塊質(zhì)量與速度乘積之和為 3 作用前 后A B兩滑塊質(zhì)量與速度乘積之和并不完全相等 產(chǎn)生誤差的原因有 至少答出兩點(diǎn) 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 解析 1 實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測量的物理量為B的右端至擋板D的距離l2 3 產(chǎn)生誤差的原因 l1 l2 t1 t2 mA mB的數(shù)據(jù)測量誤差 沒有考慮彈簧推動(dòng)滑塊的加速過程 滑塊并不是做標(biāo)準(zhǔn)的勻速直線運(yùn)動(dòng) 滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦力 氣墊導(dǎo)軌不完全水平 思維點(diǎn)撥A B兩滑塊被壓縮的彈簧彈開后 在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為勻速運(yùn)動(dòng) 因此只要測出A與C的距離l1 B與D的距離l2及A到C B到D的時(shí)間t1和t2 測出兩滑塊的質(zhì)量 就可以探究碰撞中的不變量 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例3 2017 吉林長春南關(guān)區(qū)期末 在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)用如圖所示的裝置進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)操作 先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平 在一塊平木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙 并將該木板豎直立于槽口處 使小球a從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放 小球撞到木板并在白紙上留下痕跡O 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 將木板向遠(yuǎn)離槽口平移一段距離 再使小球a從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放 小球撞到木板上得到痕跡B 然后把半徑相同的小球b靜止放在斜槽水平末端 小球a仍從原來擋板處由靜止釋放 與小球b相碰后 兩球撞在木板上得到痕跡A和C 用天平測量a b的質(zhì)量分別為ma mb 用刻度尺測量紙上O點(diǎn)到A B C三點(diǎn)的豎直距離分別為y1 y2 y3 1 小球a與小球b相碰后 兩球撞在木板上得到痕跡A和C 其中小球a撞在木板上的 選填 A 或 C 點(diǎn) 2 用本實(shí)驗(yàn)中所測量的量來驗(yàn)證兩球碰撞過程動(dòng)量守恒 其表達(dá)式為 僅用ma mb y1 y2 y3表示 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 解析 1 碰后va vb 所以a撞在木板上的C點(diǎn) 思維點(diǎn)撥 1 抓住碰撞后a球的速度小于b球 結(jié)合水平位移相等得出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大小關(guān)系 從而確定下降的高度大小關(guān)系 確定出落點(diǎn)的位置 2 抓住碰撞前的總動(dòng)量和碰撞后的總動(dòng)量相等 結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表示出速度 從而得出驗(yàn)證的表達(dá)式 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 例4 2017 江西南昌期末 現(xiàn)利用圖甲所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 在圖甲中 氣墊導(dǎo)軌上有A B兩個(gè)滑塊 滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片 左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 圖中未畫出 的紙帶相連 滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片 上面固定一遮光片 光電計(jì)時(shí)器 未完全畫出 可以記錄遮光片通過光電門的時(shí)間 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)測得滑塊A的質(zhì)量m1 0 30kg 滑塊B的質(zhì)量m2 0 10kg 遮光片的寬度d 0 90cm 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交變電流的頻率f 50 0Hz 將光電門固定在滑塊B的右側(cè) 啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 給滑塊A一向右的初速度 使它與B相碰 碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為 tB 3 50ms 碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示 則碰撞后A B兩物體的動(dòng)量分別為kg m s kg m s 本次實(shí)驗(yàn)的相對(duì)誤差絕對(duì)值 為 本題計(jì)算結(jié)果全部保留兩位有效數(shù)字 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 答案 0 290 268 3 思維點(diǎn)撥根據(jù)圖示由紙帶求出滑塊速度及根據(jù)光電門求出速度 然后求出碰撞前后的動(dòng)量 根據(jù)題目要求判斷動(dòng)量 從而求出相對(duì)誤差 1 2017 山東菏澤期末 右圖是用來驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置 彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn) O點(diǎn)下方桌子的邊緣有一豎直立柱 實(shí)驗(yàn)時(shí) 調(diào)節(jié)懸點(diǎn) 使彈性球1靜止時(shí)恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高 將球1拉到A點(diǎn) 并使之靜止 同時(shí)把球2放在立柱上 釋放球1 當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞 碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn) 球2落到水平地面上的C點(diǎn) 測出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1 2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒 現(xiàn)已測出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a B點(diǎn)離水平桌面的距離為b C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c 1 還需要測量的量是 和 2 根據(jù)測量的數(shù)據(jù) 該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為 忽略小球的大小 答案 1 彈性球1 2的質(zhì)量m1 m2立柱高h(yuǎn)桌面離水平地面的高度h0 解析 1 要驗(yàn)證動(dòng)量守恒必須知道兩球碰撞前后的動(dòng)量變化 根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b 由機(jī)械能守恒可以求出碰撞前后的速度 故只要再測量彈性球1的質(zhì)量m1 就能求出彈性球1的動(dòng)量變化 根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律只要測出立柱高h(yuǎn)和桌面離水平地面的高度h0就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化 故只要測量彈性球2的質(zhì)量和立柱高h(yuǎn) 桌面離水平地面的高度h0就能求出彈性球2的動(dòng)量變化 2 根據(jù) 1 的解析可以寫出動(dòng)量守恒的方程 2 2017 山東日照二模 為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌上放著兩個(gè)滑塊 滑塊A的質(zhì)量為500g 滑塊B的質(zhì)量為200g 每個(gè)滑塊的一端分別與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連 兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率均為50Hz 調(diào)節(jié)設(shè)備使氣墊導(dǎo)軌正常工作后 接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 并讓兩個(gè)滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng) 碰撞后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng) 圖乙為紙帶上選取的計(jì)數(shù)點(diǎn) 每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出 1 判斷氣墊導(dǎo)軌是否處于水平 下列措施可行的是 填字母代號(hào) A 將某個(gè)滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上 看滑塊是否靜止B 讓兩個(gè)滑塊相向運(yùn)動(dòng) 看是否在軌道的中點(diǎn)位置碰撞C 給某個(gè)滑塊一個(gè)初速度 看滑塊是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)D 測量氣墊導(dǎo)軌的兩個(gè)支架是否一樣高 2 根據(jù)圖乙提供的紙帶 計(jì)算碰撞前兩滑塊的總動(dòng)量大小p kg m s 碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為p kg m s 多次實(shí)驗(yàn) 若碰撞前后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等 則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 1 AC 2 0 280 28解析 1 氣墊導(dǎo)軌處于水平 滑塊受力平衡 故如果將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上 滑塊應(yīng)靜止 而如果給滑塊一初速度 則滑塊將做勻速運(yùn)動(dòng) 而兩滑塊相向運(yùn)動(dòng)時(shí) 在中點(diǎn)相遇 因速度不同 故不一定說明它們做勻速運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)軌兩支架水平但如果桌面不平則也不會(huì)水平 故測量支架高度的方法也不可行 故AC正確 BD錯(cuò)誤 2 由題意可知 圖中兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T 0 02 5s 0 1s 碰前A在0 1s內(nèi)的位移為xA 8 02cm 0 0802m B的位移為xB 6 00cm 0 0600m 碰后共同在0 1s內(nèi)的位移為x 4 00cm 0 0400m 碰后的動(dòng)量為p2 mA mB v 0 5 0 2 0 4kg m s 0 28kg m s 3 2017 河北故城縣月考 如圖甲所示 用碰撞實(shí)驗(yàn)器可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系 1 經(jīng)測定 m1 45 0g m2 7 5g 小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖乙所示 碰撞前后m1的動(dòng)量分別為p1與p1 則p1 p1 11 若碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為p2 則p1 p2 11 實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明 碰撞前后總動(dòng)量的比值 2 有同學(xué)認(rèn)為 在上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì) 其他條件不變 可以使被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大 請(qǐng)你用 1 中已知的數(shù)據(jù) 分析和計(jì)算出被碰小球m2平拋運(yùn)動(dòng)射程ON的最大值為cm 答案 1 142 91 1 1 01均可 2 76 8 4 2017 山東東營利津縣月考 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(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使之做勻速直線運(yùn)動(dòng) 然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體 繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng) 他設(shè)計(jì)的裝置如圖甲所示 在小車A后連著紙帶 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz 長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力 1 若已測得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示 并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距 已標(biāo)在圖上 A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn) 則應(yīng)選段來計(jì)算A碰前的速度 應(yīng)選段來計(jì)算A和B碰后的共同速度 以上兩空選填 AB BC CD 或 DE 2 已測得小車A的質(zhì)量m1 0 4kg 小車B的質(zhì)量為m2 0 2kg 則碰前兩小車的總動(dòng)量為kg m s 碰后兩小車的總動(dòng)量為kg m s 答案 1 BCDE 2 0 4200 417解析 1 從紙帶上打點(diǎn)的情況看 BC段既表示小車做勻速運(yùn)動(dòng) 又表示小車有較大速度 因此BC段能較準(zhǔn)確地描述小車A在碰撞前的運(yùn)動(dòng)情況 應(yīng)選用BC段計(jì)算小車A碰前的速度 從CD段打點(diǎn)的情況看 小車的運(yùn)動(dòng)情況還沒穩(wěn)定 而在DE段內(nèi)小車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定 故應(yīng)選用DE段計(jì)算A和B碰后的共同速度 碰撞后A B的總動(dòng)量p m1 m2 v 0 2 0 4 0 695kg m s 0 417kg m s