2019届二轮复习实验七、验证动量守恒定律课件（45张）（全国通用） 45页

实验七、验证动量守恒定律 2019 版高三二轮复习实验课件 实验方案 4. 利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 【 实验器材 】 斜槽、小球 ( 两个 ) 、 、直尺、复写纸、白纸、圆规等 . 天平 实验方案 4. 利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 【 实验步骤 】 (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) 按照如图甲所示安装实验装置 . 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 . (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 ，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 . 【 数据处理 】 验证表达式： 【 注意事项 】 (1) 斜槽末端的切线必须 ； (2) 入射小球每次都必须从斜槽 高度由 释放； (3) 选质量较 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 . 水平 同一 静止 大 拓展创新 (2014· 新课标全国 Ⅱ ·35(2)) 现利用图 (a) 所示的装置验证动量守恒定律 . 在图 (a) 中，气垫导轨上有 A 、 B 两个滑块，滑块 A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器 ( 图中未画出 ) 的纸带相连；滑块 B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器 ( 未完全画出 ) 可以记录遮光片通过光电门的时间 . 【 例题 1】 实验测得滑块 A 的质量 m 1 ＝ 0.310 kg ，滑块 B 的质量 m 2 ＝ 0.108 kg ，遮光片的宽度 d ＝ 1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率 f ＝ 50.0 Hz. 将光电门固定在滑块 B 的右侧，启动打点计时器，给滑块 A 一向右的初速度，使它与 B 相碰 . 碰后光电计时器显示的时间为 Δ t B ＝ 3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图 (b) 所示 . 若实验允许的相对误差绝对值 最大为 5% ， 本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程 . Δ t A ＝ =0.02 s 设滑块 A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为 v 0 、 v 1 . v 0 ＝ 2.00 m/s v 1 ＝ 0.970 m/s 设滑块 B 在碰撞后的速度大小为 v 2 ， v 2 ＝ 2.86 m/s 设两滑块在碰撞前、后的动量分别为 p 和 p ′ ，则 p ＝ m 1 v 0 p ′ ＝ m 1 v 1 ＋ m 2 v 2 两滑块在碰撞前、后总动量相对误差的绝对值为 δ p ＝ ×100%≈1.7%<5% 因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律 . 【 例题 4】 如图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球 1 用细线悬挂于 O 点， O 点下方桌子的边缘有一竖直立柱 . 实验时，调节悬点，使弹性球 1 静止时恰与立柱上的球 2 右端接触且两球等高 . 将球 1 拉到 A 点，并使之静止，同时把球 2 放在立柱上 . 释放球 1 ，当它摆到悬点正下方 时与球 2 发生对心碰撞，碰后球 1 向左最远可摆到 B 点， 球 2 落到水平地面上的 C 点 . 测出有关数据即可验证 1 、 2 两球碰撞时动量守恒 . 现已测出 A 点离水平桌面的距 离为 a 、 B 点离水平桌面的距离为 b 、 C 点与桌子边沿 间的水平距离为 c . 此外： (1) 还需要测量的量是 、 和 ______ ____________________ . 弹性球 1 、 2 的质量 m 1 、 m 2 立柱高 h 离水平地面的高度 H 桌面 要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球 1 碰撞前后的高度 a 和 b ，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球 1 的质量 m 1 ，就能求出弹性球 1 的动量变化；根据平抛运动的规律只要测出立柱高 h 和桌面离水平地面的高度 H 就可以求出弹性球 2 碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球 2 的质量 m 2 和立柱高 h 、桌面离水平地面的高度 H 就能求出弹性球 2 的动量变化 . (2) 根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为 .( 忽略小球的大小 ) 根据 (1) 的解析可以写出动量守恒的方程