試驗7驗證功量守恒定律1/35欄目導航123抓知識點抓重難點課時跟蹤檢測2/35抓知識點專心研讀領悟細微深處13/35一、試驗目標驗證動量守恒定律．二、試驗原理在一維碰撞中，測出物體質量m和碰撞前后物體速度v、v′，找出碰撞前動量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后動量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后動量是否守恒．三、試驗器材方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧計、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等．方案二：帶細線擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布等．方案三：光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥．方案四：斜槽、小球(兩個)、天平、復寫紙、白紙等．4/35四、試驗步驟方案一：利用氣墊導軌完成一維碰撞試驗(以下列圖所表示)1．測質量：用天平測出滑塊質量．2．安裝：正確安裝好氣墊導軌．3．試驗：接通電源，利用配套光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后速度(①改變滑塊質量．②改變滑塊初速度大小和方向)．4．驗證：一維碰撞中動量守恒．5/35方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞試驗(如右圖)1．測質量：用天平測出兩小球質量m1、m2.2．安裝：把兩個等大小球用等長懸線懸掛起來．3．試驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時它們相碰．4．測速度：能夠測量小球被拉起角度，從而算出碰撞前對應小球速度，測量碰撞后小球擺起角度，算出碰撞后對應小球速度．5．改變條件：改變碰撞條件，重復試驗．6．驗證：一維碰撞中動量守恒．6/35方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞試驗(以下列圖)7/35方案四：利用斜槽上滾下小球驗證動量守恒定律(以下列圖所表示)8/351．測質量：用天平測出兩小球質量，并選定質量大小球為入射小球．2．安裝：按照上圖所表示安裝試驗裝置．調整固定斜槽使斜槽底端水平．3．鋪紙：白紙在下，復寫紙在上且在適當位置鋪放好．記下重垂線所指位置O.4．放球找點：不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復10次．用圓規畫盡可能小圓把全部小球落點圈在里面．圓心P就是小球落點平均位置．9/355．碰撞找點：把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發生碰撞，重復試驗10次．用步驟4方法，標出碰后入射小球落點平均位置M和被撞小球落點平均位置N.以下列圖所表示．6．驗證：連接ON，測量線段OP、OM、ON長度．將測量數據填入表中．最終代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在誤差允許范圍內是否成立．7．結束：整理好試驗器材放回原處．10/3511/352．驗證表示式方案一、二、三：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.方案四：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.六、注意事項1．前提條件碰撞兩物體應確保“水平”和“正碰”．2．方案提醒(1)若利用氣墊導軌進行試驗，調整氣墊導軌時，注意利用水平儀確保導軌水平．(2)若利用擺球進行試驗，兩小球靜放時球心應在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應在同一豎直面內．12/35(3)若利用長木板進行試驗，可在長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注意：①斜槽末端切線必須水平；②入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放；③選質量較大小球作為入射小球；④試驗過程中試驗桌、斜槽、統計白紙位置要一直保持不變．13/35抓重難點動手演練掌握提分技巧214/35重難點1試驗原理與試驗操作 某同學用如圖所表示裝置做驗證動量守恒定律試驗．先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上統計紙上留下壓痕，重復10次；再把一樣大小b球放在斜槽軌道末端水平段最右端上，讓a球仍從固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在統計紙不一樣位置處，重復10次．例115/35(1)本試驗必須測量物理量有________．A．斜槽軌道末端距水平地面高度HB．小球a、b質量ma、mbC．小球a、b半徑rD．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行時間tE．統計紙上O點到A、B、C各點距離、、F．a球固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間高度差h(2)放上被碰小球b，兩球(ma>mb)相碰后，小球a、b落地點依次是圖中水平面上________點和________點．(3)某同學在做試驗時，測量了過程中各個物理量，利用上述數據驗證碰撞中動量守恒，那么判斷依據是看________和________在誤差允許范圍內是否相等．16/3517/3518/35(多項選擇)如圖在利用懸線懸掛等大小球進行驗證動量守恒定律試驗中，以下說法正確是()A．懸掛兩球線長度要適當，且等長B．由靜止釋放小球方便較準確地計算小球碰前速度C．兩小球必須都是剛性球，且質量相同D．兩小球碰后能夠粘合在一起共同運動例219/35氣墊導軌是一個慣用試驗儀器，它是利用氣泵使帶孔導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上運動可視為沒有摩擦．我們能夠用帶豎直擋板C和D氣墊導軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，試驗裝置以下列圖所表示(彈簧長度忽略不計)，試驗步驟以下：a．用天平分別測出滑塊A、B質量mA、mBb．調整氣墊導軌，使導軌處于水平c．在A和B間放入一個被壓縮輕彈簧，由電動卡鎖鎖定，靜止放置在氣墊導軌上例320/35d．用刻度尺測出A左端至C板距離L1e．按下電鈕放開卡鎖，同時使分別統計滑塊A、B運動時間計時器開始工作．當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停頓計時，記下A、B分別抵達C、D運動時間t1和t2(1)試驗中還應測量物理量是____________________．(2)利用上述測量試驗數據，驗證動量守恒定律表示式是____________________，上式中算得A、B兩滑塊動量大小并不完全相等，產生誤差原因是____________________(寫出一條即可)．21/35重難點2試驗數據處理

現利用下列圖(a)所表示裝置驗證動量守恒定律，在圖(a)中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側帶有一彈簧片，左側與打點計時器(圖中未畫出)紙帶相連；滑塊B左側也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器(未完全畫出)能夠統計遮光片經過光電門時間．試驗測得滑塊A質量m1＝0.310kg，滑塊B質量m2＝0.108kg，遮光片寬度d＝1.00cm；打點計時器所用交流電頻率f＝50.0Hz.將光電門固定在滑塊B右側，開啟打點計時器，給滑塊A一向右初速度，使它與B相碰，碰后光電計時器顯示時間為ΔtB＝3.500ms，碰撞前后打出紙帶如圖(b)所表示．例422/3523/3524/3525/35某同學設計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律試驗：在小車A前端粘有橡皮泥，推進小車A使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方小車B相碰并粘合成一體，繼續做勻速直線運動．他設計裝置以下列圖甲所表示．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．例526/35(1)若已測得打點紙帶如圖乙所表示，并測得各計數點間距(已標在圖上)．A為運動起點，則應選________段來計算A碰前速度，應選________段來計算A和B碰后共同速度(以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)．(2)已測得小車A質量m1＝0.4kg，小車B質量為m2＝0.2kg，則碰前兩小車總動量為________kg·m/s，碰后兩小車總動量為________kg·m/s.【解析】(1)從分析紙帶上打點情況看，BC段既表示小車做勻速運動，又表示小車有較大速度，所以BC段能較準確地描述小車A在碰撞前運動情況，應選取BC段計算小車A碰前速度．從CD段打點情況看，小車運動情況還沒穩定，而在DE段內小車運動穩定，故應選取DE段計算A和B碰后共同速度．27/3528/35重難點3試驗拓展與創新

如右圖是用來驗證動量守恒試驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子邊緣有一豎直立柱．試驗時，調整懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上球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C點，測出相關數據即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒．現已測出A點離水平桌面距離為a、B點離水平桌面距離為b、C點與桌子邊緣間水平距離為c.另外：例629/35(1)還需要測量量是______________、______________和______________．(2)依據測量數據，該試驗中動量守恒表示式為______________________(忽略小球大小)．

30/3531/35在驗證動量守恒定律試驗中，某同學用以下列圖所表示裝置進行以下試驗操作：①先將斜槽軌道末端調整水平，在一塊平木板表面釘上白紙和復寫紙，并將該木板豎直立于槽口處．使小球a從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡O；②將木板向遠離槽口平移一段距離，再使小球a從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板上得到痕跡B；例732/35③然后把半徑相同小球b靜止放在斜槽水平末端，小球a仍從原來擋板處由靜止釋放，與小球b相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡A和C；④用天平測量a、b質量分別為ma、mb，用刻度尺測量紙