實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課件

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒。二、實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中，測(cè)出相碰的兩物體的質(zhì)量m1和m2及碰撞前、后物體的速度v1、v2及v1′、v2′，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。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律2三、實(shí)驗(yàn)器材方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊(兩個(gè))、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥。方案二：帶細(xì)線的擺球(兩套)、鐵架臺(tái)、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等。方案三：光滑長(zhǎng)木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(兩個(gè))、天平、撞針、橡皮泥。方案四：斜槽、大小相等質(zhì)量不同的小球兩個(gè)、重垂線一條、白紙、復(fù)寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī)、三角板。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律3三、實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律3四、實(shí)驗(yàn)步驟方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(1)測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出滑塊質(zhì)量。(2)安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌。(3)實(shí)驗(yàn)：接通電源，利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測(cè)出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的量．②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)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律4四、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律4方案二：利用等長(zhǎng)懸線懸掛大小相等的小球完成一維碰撞驗(yàn)(1)測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2。(2)安裝：把兩個(gè)大小相等的小球用等長(zhǎng)懸線懸掛起來(lái)。(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(cè)速度：可以測(cè)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(cè)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)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律5方案二：利用等長(zhǎng)懸線懸掛大小相等的小球完成一維碰撞驗(yàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律6實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律6實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律7實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律7(6)把被碰小球放在斜槽的末端，讓入射小球從同一高度滾下，使它發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟（5）求出入射小球落地點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置N。(7)過(guò)O和N在紙上作一直線。(8)用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長(zhǎng)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。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律8(6)把被碰小球放在斜槽的末端，讓入射小球從同一高度滾下，使實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律9實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律9實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律10實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律10六、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．方案提醒(1)若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)，注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平。(2)若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律11六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律11(3)若利用長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長(zhǎng)木板下墊一小木片用以平衡摩擦力。(4)若利用斜槽小球碰撞應(yīng)注意：①斜槽末端的切線必須水平；②入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放；③選質(zhì)量較大的小球作為入射小球；④實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律12(3)若利用長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長(zhǎng)木板下墊一小木片用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證3．探究結(jié)論尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變。七、誤差分析1．系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于裝置本身是否符合要求，即：(1)碰撞是否為一維碰撞。(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，兩擺球是否等大，長(zhǎng)木板實(shí)驗(yàn)是否平衡掉摩擦力。2．偶然誤差主要來(lái)源于質(zhì)量m和速度v的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律133．探究結(jié)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律13實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律14實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律14【例1】在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，為了使實(shí)驗(yàn)得到較好的效果：(1)在調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整軌道末端______________________________；這是為了_______________________．(2)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，比較斜槽軌道上較低位置和較高位置，應(yīng)選擇_____________釋放小球，理由是:基本實(shí)驗(yàn)過(guò)程切線沿水平方向保證入射小球和被碰小球在碰后都能做平拋運(yùn)動(dòng)較高位置

因?yàn)槿肷淝蛟谂鲎睬翱色@得較大的速度，和被碰球之間的相互作用時(shí)間可以縮短，增大它們之間的相互作用力，球所受的阻力可忽略不計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律15【例1】在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，為了使實(shí)驗(yàn)得到較好的(3)如碰撞小球的半徑為r1，質(zhì)量為m2，實(shí)驗(yàn)記錄下小球的落點(diǎn)為M、P、N，如圖所示，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的根據(jù)是看__________________________．m1OM+m2ON是否與m1OP相等實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律16(3)如碰撞小球的半徑為r1，質(zhì)量為m2，實(shí)驗(yàn)記錄下小球的落

1．對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求不明確．

2．不能準(zhǔn)確確定小球的起點(diǎn)與落點(diǎn)．

3．不理解實(shí)驗(yàn)原理導(dǎo)致對(duì)所需測(cè)量的物理量不清楚．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律171．對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求不明確．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律【例2】某同學(xué)用圖6-2-6(甲)所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次．圖中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上垂直投影點(diǎn).646365實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律18【例2】某同學(xué)用圖6-2-6(甲)所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B球落點(diǎn)痕跡如圖(乙)所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊．圖6-2-6646365實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律19B球落點(diǎn)痕跡如圖(乙)所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_(kāi)_______cm.(2)在以下選項(xiàng)中，哪些不是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？答________(填選項(xiàng)號(hào))．A．水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離；B．A球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離；C．測(cè)量A球與B球的直徑；D．測(cè)量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)；E．測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度．64.2～65.2ABD實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律20(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_(kāi)_______cm.64.【例3】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(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的前端黏有橡皮泥，設(shè)法使小車A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止的小車B相碰并黏在一起，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)如圖(甲)所示，在小車A的后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，長(zhǎng)木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．題型驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)的遷移運(yùn)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律21【例3】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，

(1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖(乙)所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離在圖上標(biāo)出A為運(yùn)動(dòng)起始的點(diǎn)，則應(yīng)選__________段來(lái)計(jì)算A碰前的速度，應(yīng)選__________段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度．

(2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量mA=0.40kg，小車B的質(zhì)量mB=0.20kg，則由以上結(jié)果可得碰前總動(dòng)量=___________kg?m/s，碰后總動(dòng)量=_________kg?m/s.得到的結(jié)論是______________________________．(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律22(1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖(乙)所示，并測(cè)得【切入點(diǎn)】通過(guò)紙帶和文字?jǐn)⑹鲞M(jìn)行判斷，速度大時(shí)點(diǎn)之間距離大．要知道平均速度的求法．【解析】①因?yàn)樾≤嘇與B碰撞前、后都做勻速運(yùn)動(dòng)，且碰后A與B黏合在一起，其共同速度比A原來(lái)的速度?。詰?yīng)選點(diǎn)跡分布均勻且點(diǎn)距較大的BC段計(jì)算A的碰前速度，點(diǎn)間距小的DE段計(jì)算A和B碰后的共同速度．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律23【切入點(diǎn)】通過(guò)紙帶和文字?jǐn)⑹鲞M(jìn)行判斷，速度大時(shí)點(diǎn)之間距離大．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律24實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律24【思維拓展】本題說(shuō)明了另外一種驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的例子，值得注意其方法，下題還列舉了用擺球做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)例．對(duì)于相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，在解析過(guò)程中要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行研究，不能對(duì)實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行死記硬背．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律25【思維拓展】本題說(shuō)明了另外一種驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的例子，值得注跟蹤訓(xùn)練1用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的水平面上，O點(diǎn)到A球球心的距離為L(zhǎng)，使懸線在A球釋放前張直，且與豎直線的夾角為α；A釋放后擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)恰好與B球正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針OC推移到與豎直線夾角β處，B球落到地面上，地面上鋪一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D.保持α角度不變，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，白紙上記錄了多個(gè)B球的落點(diǎn)．圖中s是B球平均落點(diǎn)到平臺(tái)邊