2015《步步高》高考物理（浙江专用）大一轮复习课件（含实验专题）：第十一章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核（4份）

实验十四 探究碰撞中的不变量 第十一章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核 实验十四 探究碰撞中的不变量 基础回放 1．实验原理 2．实验器材 斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等 3．实验步骤 基本实验要求 在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒． (1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球． (2)按照实验原理图甲安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽底端水平． (3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好.记下重垂线所指的位置O. (4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面．圆心P就是小球落点的平均位置． 实验十四 探究碰撞中的不变量 基础回放 (5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，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.如实验原理图乙所示． (6)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m1eq \x\to(OP)＝m1eq \x\to(OM)＋m2eq \x\to(ON)，看在误差允许的范围内是否成立． (7)整理好实验器材放回原处． (8)实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒． 实验十四 探究碰撞中的不变量 1．数据处理 2．注意事项 基础回放 规律方法总结 验证表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ (1)前提条件 保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动． (2)利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m1>m2，防止碰后m1被反弹． 实验十四 探究碰撞中的不变量 考点一　对实验原理和操作的考查 图2 图1 65.7 课堂探究 【例1】某同学用如图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞中的不变量.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.O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图2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. (1)碰撞后B球的水平射程应取______ cm. 实验十四 探究碰撞中的不变量 ABD 课堂探究 (2)在以下选项中，本次实验必须进行测量的有________(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 B．A球与B球碰撞后，测量A球及B球落点位置到O点的距离 C．测量A球或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O点相对于水平槽面的高度 实验十四 探究碰撞中的不变量 C 课堂探究 (3)实验中，关于入射球在斜槽上释放点的位置对实验影响的说法中正确的是 (　　) A.释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小 B.释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越 小，两球速度的测量越准确 C.释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之 差越小，误差越小 D.释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球 的阻力越小 实验十四 探究碰撞中的不变量 考点二　对实验数据处理的考查 甲 乙 BC DE 0.420 0.417 解析 课堂探究 图3 【例2】 某同学设计了一个用电磁打点计时器“探究碰撞中的不变量”实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动.他设计的装置如图3甲所示.在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力. (1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)．A为运动的起点，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(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)． (2)已测得小车A的质量m1＝0.4 kg，小车B的质量为m2＝0.2 kg，则碰前两小车的总动量为________ kg·m/s，碰后两小车的总动量为________ kg·m/s. (2)小车A