高考物理一輪復習導學案：實驗驗證動量守恒定律

編號35高三物理(理)第=page3*2-15頁(共6頁)高三物理(理)第=page3*26頁(共6頁)選擇性必修第一冊動量和動量守恒定律6.3實驗驗證動量守恒定律學案35姓名_______班級_______學號_______【復習目標】1.能說出驗證動量守恒定律的實驗原理。2.能說出課本原型實驗的實驗器材，實驗步驟，數(shù)據(jù)處理，注意事項，誤差分析。3.能根據(jù)實驗?zāi)康暮驮磉M實驗創(chuàng)新【復習重點】1.課本原型實驗的實驗器材，實驗步驟，數(shù)據(jù)處理，注意事項，誤差分析。2.根據(jù)實驗?zāi)康倪M行創(chuàng)新實驗。【復習難點】1.課本原型實驗的實驗器材，實驗步驟，數(shù)據(jù)處理，注意事項，誤差分析。2.根據(jù)實驗?zāi)康倪M行創(chuàng)新實驗。易錯易混點：表達出碰撞前后的動量，選擇恰當?shù)姆绞奖磉_速度；注意一定要讓確保碰撞的物體一定發(fā)生正碰；入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量；【知識點歸納】方案一：利用氣墊導軌完成一維碰撞實驗。(1)測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量。(2)安裝：正確安裝好氣墊導軌。(3)實驗：接通電源，利用配套的光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質(zhì)量；eq\a\vs4\al(②改)變滑塊的初速度大小和方向)。(4)驗證：一維碰撞中的動量守恒。方案二：利用等長懸線懸掛等大的小球完成一維碰撞實驗。(1)測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量m1、m2。(2)安裝：把兩個等大的小球用等長懸線懸掛起來。(3)實驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時它們eq\a\vs4\al(相碰)。(4)測速度：通過測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應(yīng)小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速度。(5)改變條件：改變碰撞條件，重復實驗。(6)驗證：一維碰撞中的動量守恒。方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實驗。(1)測質(zhì)量：用天平測出兩小車的質(zhì)量。(2)安裝：將打點計時器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥。(3)實驗：接通電源，讓小車A運動，小車B靜止，兩車碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運動。(4)測速度：通過紙帶上兩計數(shù)點間的距離及時間，由v＝eq\f(Δx,Δt)算出速度。(5)改變條件：改變碰撞條件、重復實驗。(6)驗證：一維碰撞中的動量守恒。方案四：利用等大的小球做平拋運動完成一維碰撞實驗。(1)先用天平測出小球質(zhì)量m1、m2。(2)按圖所示那樣安裝好實驗裝置，將斜槽固定在桌邊，使槽的末端切線水平，調(diào)節(jié)實驗裝置使兩小球碰撞時處于同一水平高度，且碰撞瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行，以確保正碰后的速度方向水平。(3)在地上鋪一張白紙，在白紙上鋪放復寫紙。(4)在白紙上記下重垂線所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。(5)先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度處滾下，重復10次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心就是入射球發(fā)生碰撞前的落地eq\a\vs4\al(點P)。(6)把被碰小球放在斜槽末端上，讓入射小球從同一高度滾下，使它發(fā)生正碰，重復10次，仿步驟(5)求出入射小球落地點的平均位置M和被碰小球落地點的平均位置N。(7)過O和N在紙上作出一直線。(8)用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長度。把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的數(shù)值代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看是否成立。(9)整理實驗器材放回原處。(判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。)1．在上面的方案一中氣墊導軌必須調(diào)整成水平狀態(tài)。()2．在上面的方案二中兩小球相撞時球心應(yīng)位于同一高度。()3．在上面的方案四中入射小球質(zhì)量應(yīng)小于被撞小球質(zhì)量。()4．在上面的方案四中需測出桌面到水平地面的高度。()考點一、實驗原理和數(shù)據(jù)處理學法指導：1．在各個方案中都要求碰撞的兩物體保持“水平”和“eq\a\vs4\al(正碰)”。2．在方案四中入射小球的質(zhì)量要大于被碰小球的質(zhì)量，防止碰后入射小球反彈。【典例1】某同學設(shè)計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，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)做勻速直線運動。他設(shè)計的裝置如圖甲所示。在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz，長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力。(1)若已測得打點紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點間距(已標在圖上)。A為運動的起點，則應(yīng)選________段來計算A碰前的速度。應(yīng)選________段來計算A和B碰后的共同速度。(均填“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量為_______kg·m/s，碰后兩小車的總動量為______kg·m/s?！居柧殭z測】1.如圖是用來驗證動量守恒的實驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子的邊緣有一豎直立柱。實驗時，調(diào)節(jié)懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高。將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上。釋放球1，當它擺到懸點正下方時與球2發(fā)生對心碰撞，碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點。測出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒?，F(xiàn)已測出A點離水平桌面的距離為a、B點離水平桌面的距離為b，C點與桌子邊緣間的水平距離為c。(1)還需要測量的量是___________________________、___________和__________________________。(2)根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該實驗中動量守恒的表達式為________________________________________。(忽略小球的大小)2.某同學用如圖所示的裝置，利用兩個大小相同的小球做對心碰撞來驗證動量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC是水平槽，它們連接平滑，O點為重垂線所指的位置。實驗時先不放置被碰球2，讓球1從斜槽上的某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復10次，然后將球2置于水平槽末端，讓球1仍從位置G由靜止?jié)L下，和球2碰撞，碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡，重復10次。實驗得到小球的落點的平均位置分別為M、N、P。(1)(多選)在該實驗中，應(yīng)選用的器材是下列器材中的______。(填選項字母)A．天平B．游標卡尺C．刻度尺D．大小相同的鋼球兩個E．大小相同的鋼球和硬橡膠球各一個(2)在此實驗中，球1的質(zhì)量為m1，球2的質(zhì)量為m2，需滿足m1_