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    实验验证动量守恒定律课件.ppt

    • 资源ID:1451561       资源大小:2.03MB        全文页数:31页
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    实验验证动量守恒定律课件.ppt

    实验:验证动量守恒定律,一、实验目的 验证碰撞中的动量守恒。二、实验原理 在一维碰撞中,测出相碰的两物体的质量m1和m2及碰撞前、后物体的速度v1、v2及v1、v2,找出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量pm1v1m2v2,看碰撞前、后动量是否守恒。,三、实验器材方案一:气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。方案二:带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。方案三:光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。方案四:斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。,四、实验步骤方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量:用天平测出滑块质量。(2)安装:正确安装好气垫导轨。(3)实验:接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(改变滑块的量改变滑块的初速度大小和方向)。(4)验证:一维碰撞中的动量守恒。,方案二:利用等长悬线悬挂大小相等的小球完成一维碰撞验(1)测质量:用天平测出两小球的质量m1、m2。(2)安装:把两个大小相等的小球用等长悬线悬挂起来。(3)实验:一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰。(4)测速度:可以测量小球被拉起的角度,从而算出碰撞前对应小球的速度,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后对应小球的速度。(5)改变条件:改变碰撞条件,重复实验。(6)验证:一维碰撞中的动量守恒。,(6)把被碰小球放在斜槽的末端,让入射小球从同一高度滚下,使它发生正碰,重复10次,仿步骤(5)求出入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N。(7)过O和N在纸上作一直线。(8)用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度把两小球的质量和相应的数值代入m1OPm1OMm2ON,看是否成立。,六、注意事项1前提条件 碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。2方案提醒(1)若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时,注意利用水平仪确保导轨水平。(2)若利用摆球进行实验,两小球静放时球心应在同一水线上,且刚好接触,摆线竖直,将小球拉起后,两条摆线应在同一竖直面内。,(3)若利用长木板进行实验,可在长木板下垫一小木片用 以平衡摩擦力。(4)若利用斜槽小球碰撞应注意:斜槽末端的切线必须水平;入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放;选质量较大的小球作为入射小球;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。,3探究结论 寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。七、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, 两摆球是否等大,长木板实验是否平衡掉摩擦力。2偶然误差 主要来源于质量m和速度v的测量。,【例1】在“验证动量守恒定律”的实验中,为了使实验得到较好的效果:(1)在调整实验装置时,应注意调整轨道末端_ _;这是为了_(2)在做实验时,比较斜槽轨道上较低位置和较高位置,应选择_释放小球,理由是:,基本实验过程,切线沿水平方向,保证入射小球和被碰小球在碰后都能做平抛运动,较高位置,因为入射球在碰撞前可获得较大的速度,和被碰球之间的相互作用时间可以缩短,增大它们之间的相互作用力,球所受的阻力可忽略不计,2022/11/26,16,可编辑,(3)如碰撞小球的半径为r1,质量为m2,实验记录下小球的落点为M、P、N,如图所示,则本实验验证动量守恒的根据是看_,m1OM+m2ON是否与m1OP相等,1对实验的要求不明确 2不能准确确定小球的起点与落点 3不理解实验原理导致对所需测量的物理量不清楚,【例2】某同学用图626(甲)所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律图中PQ是斜槽,QR为水平槽实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹重复上述操作10次,得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次图中O点是水平槽末端R在记录纸上垂直投影点.,B球落点痕迹如图(乙)所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐,图626,(1)碰撞后B球的水平射程应取为_cm.(2)在以下选项中,哪些不是本次实验必须进行的测量?答_(填选项号)A水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离;BA球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离;C测量A球与B球的直径;D测量A球和B球的质量(或两球质量之比);E测量G点相对于水平槽面的高度,64.265.2,ABD,【例3】某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验,在小车A的前端黏有橡皮泥,设法使小车A做匀速直线运动,然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起,继续做匀速运动,设计如图 (甲)所示,在小车A的后面连着纸带,电磁打点计时器的频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力,题型验证动量守恒定律实验的迁移运用,(1)若已得到打点纸带如图(乙)所示,并测得各计数点间的距离在图上标出A为运动起始的点,则应选_段来计算A碰前的速度,应选_段来计算A和B碰后的共同速度 (2)已测得小车A的质量mA=0.40kg,小车B的质量mB=0.20kg,则由以上结果可得碰前总动量=_kgm/s,碰后总动量=_kgm/s.得到的结论是_(计算结果保留三位有效数字),【切入点】通过纸带和文字叙述进行判断,速度大时点之间距离大要知道平均速度的求法【解析】 因为小车A与B碰撞前、后都做匀速运动,且碰后A与B黏合在一起,其共同速度比A原来的速度小所以应选点迹分布均匀且点距较大的BC段计算A的碰前速度,点间距小的DE段计算A和B碰后的共同速度,【思维拓展】本题说明了另外一种验证动量守恒定律的例子,值得注意其方法,下题还列举了用摆球做实验验证动量守恒的实例对于相关的实验,在解析过程中要从实验原理出发进行研究,不能对实验器材和实验步骤进行死记硬背,跟踪训练1用如图所示的装置验证动量守恒定律,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的水平面上,O点到A球球心的距离为L,使悬线在A球释放前张直,且与竖直线的夹角为;A释放后摆动到最低点时恰好与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录了多个B球的落点图中s是B球平均落点到平台边缘的水平距离,L,H,s,mA,mB,0,2022/11/26,31,可编辑,

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