内容正文:
第一章 动量守恒定律
课时4 实验:验证动量守恒定律
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第一章 动量守恒定律
5A新学案 物理 · 选择性必修第一册
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第一章 动量守恒定律
5A新学案 物理 · 选择性必修第一册
必备知识·记忆理解
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第一章 动量守恒定律
5A新学案 物理 · 选择性必修第一册
守恒条件
水平
水平
大
最小
正碰
C
AC
m1OP=m1OM+m2O′N
0.078
0.077
在误差允许的范围内两滑块碰撞前后动量守恒
关键能力·分析应用
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B
AC
ABC
1.355
BC
1.5
0.75
0.75
动量
②
①⑥
m1(2s56+s45-s34)=(m1+m2)·(2s67+s78-s89)
见解析
用最小的圆把所有落点圈在里
面,圆心即为落点的平均位置
13.0 cm
B
A
mA·OQ=mA·OP+mB·OR
为了保证小车所受合
力为零
0.930
0.927
p1=p2
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第一章 动量守恒定律
5A新学案 物理 · 选择性必修第一册
核心
目标
1. 通过实验用不同的方法探究碰撞中的动量守恒,得到一维碰撞中的动量守恒定律的表达式.
2. 理解探究碰撞中动量守恒的思路,掌握直线运动物体速度的测量方法.
要点笔记
本实验要验证的是两个物体发生一维碰撞情况下的动量守恒定律,前提是系统要满足____________.物体的质量可用天平直接测量,速度的测量可以有不同的方式,要根据所选择的具体实验方案来确定.数据的分析方法是算出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p′=m1v′1+m2v′2,看碰撞前、后动量是否相等.
要点1 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
1. 实验器材:气垫导轨、数字计时器、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.
2. 测质量:用天平测出滑块的质量.
3. 安装:安装气垫导轨,如图所示.
4. 实验过程:接通电源,利用配套的光电计时装置,根据v=______测出两滑块下列情况下碰撞前后的速度,式中Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出,也可直接测量),Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间.
(1) 改变滑块的质量.
(2) 改变滑块的初速度大小和方向.
5. 数据处理:验证的表达式:m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2.
6. 误差分析
(1) 系统误差:气垫导轨是否________等.
(2) 偶然误差:质量m1、m2和碰撞前后速度的测量等.
7. 注意事项:调整气垫导轨时,应注意利用水平仪使导轨________.
eq \f(Δx,Δt)
要点2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
1. 实验器材:斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等.
2. 测质量:用天平测出两小球的质量,并选定质量______的小球为入射小球.
3. 安装:按照如图甲所示安装实验装置,调整固定斜槽使斜槽底端水平.
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甲
乙
4. 实验过程:
(1) 铺纸:白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好.记下铅垂线所指的位置O.
(2) 放球找点:不放被撞小球,每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次.用圆规画________的圆把所有的小球落点圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置.
(3) 碰撞找点:把被撞小球放在斜槽末端,每次让入射小球从斜槽同一高度(同步骤4中的高度)自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次.用步骤4的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N,如图乙所示.
(4) 验证:连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度.将测量数据填入表中.最后代入m1·OP=m1·OM+m2·ON,看在误差范围内是否成立.
(5) 整理:将实验器材放回原处.
5. 数据处理:验证的表达式:
m1·OP=m1·OM+m2·ON.
6. 误差分析
(1) 系统误差:碰撞是否为一维,两球是否等大等.
(2) 偶然误差:质量m1、m2和碰撞前后水平射程)测量等.
7. 注意事项:碰撞的两物体应“水平”和“________ ”.
(1) 斜槽末端的切线应水平.
(2) 入射小球每次都应从斜槽同一高度由静止释放.
(3) 选质量较大的小球作为入射小球.
(4) 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.
基础内化
1. (2022·湖南邵东期末)在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示的两种装置:
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