《碰撞與動量守恒》實驗

1、 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 利用氣墊導(dǎo)軌、光電門驗證利用氣墊導(dǎo)軌、光電門驗證 利用平拋儀驗證利用平拋儀驗證知識梳理知識梳理小結(jié)小結(jié) 擋光板的寬度設(shè)為擋光板的寬度設(shè)為L穿過后所用時間為穿過后所用時間為t，則滑塊相當(dāng)于在則滑塊相當(dāng)于在L的位移上運動了時間的位移上運動了時間t，所以滑，所以滑塊經(jīng)過擋光板的速度塊經(jīng)過擋光板的速度v=L/t返回目錄返回目錄驗證動量守恒定律的實驗裝置驗證動量守恒定律的實驗裝置m1m2說明說明：m1 為入射小球，為入射小球，m2 為被碰小球。為被碰小球。且且m1m2oNMO/OPm1只有入射小球從固定點下落時的情況只有入射小球從固定點下落時的情況NMOOPm1m2碰撞時

2、的動態(tài)過程碰撞時的動態(tài)過程NMOOPm1m2碰撞時的軌跡示意圖碰撞時的軌跡示意圖 由于由于v1、v1/、v2/均為水平方向，且它們的豎直下落高度都相均為水平方向，且它們的豎直下落高度都相等，所以它們飛行時間也相等，若以該時間為時間單位，那么等，所以它們飛行時間也相等，若以該時間為時間單位，那么小球的水平射程的數(shù)值就等于它們的水平速度。在右圖中分別小球的水平射程的數(shù)值就等于它們的水平速度。在右圖中分別用用OP、OM和和O/N表示。表示。【數(shù)據(jù)處理】返回返回目錄目錄trONVtOMVt：ght2OPV212111平拋時水平方向平拋時間任何一個球，因此只需驗證：因此只需驗證：m1OP=m1OM+m2

3、(ON-2r）即可。）即可。【知識梳理知識梳理】如圖所示為驗證碰撞中的動量守恒的實驗裝置如圖所示為驗證碰撞中的動量守恒的實驗裝置. .設(shè)入射設(shè)入射球質(zhì)量球質(zhì)量m m1 1，靶球質(zhì)量，靶球質(zhì)量m m2 2，碰撞前，碰撞前m m1 1的速度的速度v v1 1，m m2 2靜止，碰靜止，碰撞后撞后m m1 1的速度的速度v v1 1，m m2 2的速度的速度v v2 21.1.若碰撞動量守恒，則應(yīng)滿足若碰撞動量守恒，則應(yīng)滿足 . .2.2.該實驗入射球和靶球質(zhì)量必該實驗入射球和靶球質(zhì)量必須滿足須滿足 . .3.3.該實驗需要測量的數(shù)據(jù)有：該實驗需要測量的數(shù)據(jù)有： . .4.4.根據(jù)測量數(shù)據(jù)，驗證動量

4、守恒的關(guān)系式是：根據(jù)測量數(shù)據(jù)，驗證動量守恒的關(guān)系式是： . .m1v1=m1v1+m2v2m m1 1m m2 2m1、 m2、OM、 OP、 ON、rm1OP=m1OM+m2(ON-2r) 斜槽、天平、刻度尺、重錘、游標(biāo)卡尺（測小球直斜槽、天平、刻度尺、重錘、游標(biāo)卡尺（測小球直徑）、復(fù)寫紙、白紙、兩個直徑相同質(zhì)量不同的小球徑）、復(fù)寫紙、白紙、兩個直徑相同質(zhì)量不同的小球 。1測出兩個小球質(zhì)量測出兩個小球質(zhì)量m1、m2. 選質(zhì)量大的作為入射球選質(zhì)量大的作為入射球m1.2安裝好實驗裝置，使斜槽的末端點切線水平安裝好實驗裝置，使斜槽的末端點切線水平3在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫在地上鋪一張白紙，

5、白紙上鋪放復(fù)寫 紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫紙紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫紙上時，便在白紙上留下了小球落地的痕跡上時，便在白紙上留下了小球落地的痕跡4在白紙上記下重垂線所指的位置在白紙上記下重垂線所指的位置O.5先不放上被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度滾下，重先不放上被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度滾下，重復(fù)復(fù)5次用盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心次用盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心P就就是小球落點的平均位置是小球落點的平均位置6把被碰小球放在斜槽前端支柱處，讓入射小球從同一高度滾把被碰小球放在斜槽前端支柱處，讓入射小球從同一高度滾下，使它們發(fā)生碰撞重復(fù)實驗下，使它們發(fā)生碰撞重復(fù)實驗5

6、次用同樣的方法標(biāo)出碰撞后次用同樣的方法標(biāo)出碰撞后入射小球落點的平均位置入射小球落點的平均位置M和被碰小球落點的平均位置和被碰小球落點的平均位置N.7測量線段測量線段OP、OM、ON的長度，將測量數(shù)據(jù)填入的長度，將測量數(shù)據(jù)填入下表中下表中.實實驗驗次次數(shù)數(shù)入射小入射小球的質(zhì)球的質(zhì)量量m1/g被碰小被碰小球的質(zhì)球的質(zhì)量量m2/gOP(cm)OM(cm)ON(cm)碰前碰前動量動量碰后碰后動量動量12 把相應(yīng)的數(shù)值代入把相應(yīng)的數(shù)值代入m1OPm1OMm2 （ON-2r） ，看是否成立看是否成立8整理實驗器材放回原處整理實驗器材放回原處1、必須用質(zhì)量大的球碰撞質(zhì)量小的球，即、必須用質(zhì)量大的球碰撞質(zhì)量小

7、的球，即m1m2。2、必須保證斜槽未端水平。、必須保證斜槽未端水平。3、入射小球每次必須從、入射小球每次必須從同一同一位置釋放。位置釋放。4 、實驗中實驗桌、斜槽、白紙的位置應(yīng)始終、實驗中實驗桌、斜槽、白紙的位置應(yīng)始終保持不變。保持不變。返回目錄返回目錄 學(xué)生實驗和練習(xí)中的環(huán)境不同，造成了學(xué)生實驗和練習(xí)中的環(huán)境不同，造成了b b球的拋出球的拋出點也不同，處理問題時一定要靈活對待：點也不同，處理問題時一定要靈活對待：在學(xué)生實驗中，在學(xué)生實驗中，a a球的拋出點在斜面的邊緣，球的拋出點在斜面的邊緣，b b球的球的拋出點在立柱處。最終要驗證的關(guān)系式是拋出點在立柱處。最終要驗證的關(guān)系式是在練習(xí)所反映的

8、實驗中，兩球的拋出點相同，都在在練習(xí)所反映的實驗中，兩球的拋出點相同，都在斜面的邊沿處。最終要驗證的關(guān)系式是斜面的邊沿處。最終要驗證的關(guān)系式是返回返回目錄目錄m m1 1OP=mOP=m1 1OM+mOM+m2 2(ON-2r(ON-2r） 因此，需要測小球的直徑。因此，需要測小球的直徑。m ma a OB= m OB= ma a OA OA+ + m mb b OC OC 因此，不需要測小球的直徑。因此，不需要測小球的直徑。1、游標(biāo)卡尺的構(gòu)造：ABCA、主尺B、游標(biāo)尺C、窄片1051000.1mmcm5101520515100200.05mm50502012341030400.02mm2、游

9、標(biāo)卡尺的分類： 游標(biāo)卡尺一般分為游標(biāo)卡尺一般分為10分度、分度、20分度和分度和50分度三種，分度三種，10分度的游標(biāo)卡尺可精確到分度的游標(biāo)卡尺可精確到0.1mm , 20分度的游標(biāo)卡尺可精分度的游標(biāo)卡尺可精確到確到0.05mm , 而而50分度的游標(biāo)卡尺則可以精確到分度的游標(biāo)卡尺則可以精確到0.02mm。3、游標(biāo)卡尺的測量原理（以十分度為例）、游標(biāo)卡尺的測量原理（以十分度為例）主尺主尺游標(biāo)游標(biāo)01010cm10毫米毫米9毫米毫米1毫米毫米0.9毫米毫米 主尺上的最小分度是主尺上的最小分度是1毫米，游標(biāo)上有毫米，游標(biāo)上有10個等分個等分度，總長為主尺上的度，總長為主尺上的9毫米，則游標(biāo)上每一個

10、分度為毫米，則游標(biāo)上每一個分度為0.9毫米，主尺上一個刻度與游標(biāo)上的一個刻度相差毫米，主尺上一個刻度與游標(biāo)上的一個刻度相差0.1 mm 。主尺游標(biāo)游標(biāo)01010cm 當(dāng)被測量的物體厚度為當(dāng)被測量的物體厚度為0.1mm0.1mm時，主尺上時，主尺上的哪一根刻度線與游標(biāo)上刻度線相重合呢？的哪一根刻度線與游標(biāo)上刻度線相重合呢？ 只有第一條刻度線與主尺上的只有第一條刻度線與主尺上的1毫米刻度線毫米刻度線重合，其余的刻度線都與主尺上的刻度線不重合。重合，其余的刻度線都與主尺上的刻度線不重合。 讀數(shù)讀數(shù)=整數(shù)（主尺）整數(shù)（主尺）+小數(shù)（游標(biāo)）小數(shù)（游標(biāo)）整數(shù)讀數(shù)：看游標(biāo)尺零位的左側(cè)數(shù)值整數(shù)讀數(shù)：看游標(biāo)尺零

11、位的左側(cè)數(shù)值小數(shù)讀數(shù)：觀察游標(biāo)尺第幾根刻度線與主尺上小數(shù)讀數(shù)：觀察游標(biāo)尺第幾根刻度線與主尺上4、請你讀出下列游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：、請你讀出下列游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：主主尺尺cm510游游標(biāo)標(biāo)0讀數(shù)讀數(shù)= 52+0.6 =52.6mm52.66請你讀出下列游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：請你讀出下列游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：主主尺尺cm1010游標(biāo)游標(biāo)0讀數(shù)讀數(shù)= 95+0.5 =95.5mm95.51、在該實驗中，需用的儀器、在該實驗中，需用的儀器或工具有（或工具有（ ）A 、秒表；、秒表； B、天平；、天平； C、刻度尺；、刻度尺；D、打點計時器、打點計時器思考與練習(xí)返回返回目錄目錄2 2、實驗如圖所示、實驗如圖所示, ,必須

12、測量的物理量有哪些必須測量的物理量有哪些 . .A.A.斜槽軌道末端到水平地面的高度斜槽軌道末端到水平地面的高度H H B.B.兩小球的質(zhì)量兩小球的質(zhì)量m m1 1、m m2 2 C. C.小球的半徑小球的半徑r r D.D.小球離開斜槽后平拋飛行的時間小球離開斜槽后平拋飛行的時間t t E.E.記錄紙上記錄紙上O O點到點到M M、N N、P P各點的距離各點的距離 F.F.入射小球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間入射小球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差的高度差h h思考與練習(xí)返回返回目錄目錄3、在驗證動量守恒定律的實驗中，、在驗證動量守恒定律的實驗中，必須要求的條件是：必須要求的條件是：軌道是光滑的；軌道是光滑的； 軌道末端的切線是水平的；軌道末端的切線是水平的；兩球心在碰撞的