高考物理 核心要點突破系列 第8章第六節(jié)《實驗：驗證動量守恒定律》課件 新人教選修35

1、第六節(jié)實驗：驗證動量守恒定律目標概覽學習目標：1.明確實驗目的，理解實驗原理2掌握實驗儀器的操作和使用3學習對物理量進行測量變換的等效思維方法重點難點：1.重點：實驗操作步驟的正常掌握2難點：實驗原理的理解學法指導：1.明確實驗原理是進行實驗操作的前提2弄清實驗中的注意事項可減小操作中的實驗誤差核心要點突破課堂互動講練隨堂達標自測基礎(chǔ)知識梳理第六節(jié)實驗：驗證動量守恒定律一、實驗目的驗證碰撞中的動量守恒二、實驗原理1質(zhì)量為m1和m2的兩個小球發(fā)生正碰，若碰前m1運動，m2靜止，根據(jù)動量守恒定律應(yīng)有：m1v1m1v1m2v2基礎(chǔ)知識梳理圖861四、實驗步驟1先用天平測出小球質(zhì)量m1、m2.2按圖8

2、62那樣安裝好實驗裝置，將斜槽固定在桌邊，使槽的末端點切線水平，把被碰小球放在斜槽前端邊緣處，調(diào)節(jié)實驗裝置使兩小球碰時處于同一水平高度，且碰撞瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行，以確保正碰后的速度方向水平3在地上鋪一張白紙，在白紙上鋪放復寫紙圖862圖8634在白紙上記下重垂線所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置，如圖863所示5先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處滾下，重復10次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心就是入射球不碰時的落地點P.6把被碰小球放在小支柱上，讓入射小球從同一高度滾下，使它發(fā)生正碰，重復10次，仿步驟(5)求出入射小球落地點的

3、平均位置M和被碰小球落地點的平均位置N.核心要點突破一、注意事項1斜槽末端的切線必須水平2入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放3入射小球質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量4實驗過程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變5小球落地的地面應(yīng)平坦、堅硬，使著地點清晰6落點位置確定：圍繞10次落點畫一個最小的圓把有效落點圍在里面，圓心即所求二、斜槽末端切線為什么必須保持水平，其水平的標志是什么？因本實驗中是用小球運動的水平位移代替其碰撞前或后的速度值的，這只有在每個小球在空中運動時間完全相等的情況下才適用的，這只有在每個小球離開斜槽后都從同高度平拋才能實現(xiàn)，故斜槽末端必須調(diào)成水平斜槽末端是否水平，

4、可用如下簡便的方法進行檢驗：在斜槽末端隨意放一小球，若小球能靜止不動，則說明斜槽末端已呈水平狀態(tài)，若小球發(fā)生滾動，則說明斜槽末端未調(diào)水平三、為什么必須用質(zhì)量大的小球作入射小球？由小球碰撞中動量、機械能都守恒可推知，只有質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的靜止小球，碰后它們的速度方向都沿碰前入射小球速度方向，其平拋水平位移的大小才能代替其平拋初速度大?。蝗羧肷湫∏蛸|(zhì)量小于被碰小球質(zhì)量，則碰后入射小球速度反向，無法用該裝置確定其反向速度，因此無法完成本實驗四、誤差分析1小球落點位置確定不準確2小球的碰撞不是對心正碰3釋放小球的高度太低，兩球碰撞時內(nèi)力不夠大4每次釋放小球的高度不同5測量長度時造成的誤差課堂互動

5、講練基本操作及物理量的測量 某同學用圖864所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律圖中PQ是斜槽，QR為水平槽實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復上述操作10次，得到10個落點痕跡再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止例1開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡重復這種操作10次圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，B球落點痕跡如圖865所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點與O點對齊圖864圖865(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_ cm.

6、(2)在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行測量的？答：_(填選項號)A水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離BA球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離C測量A球或B球的直徑D測量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)E測量G點相對于水平槽面的高度【解析】(1)圖865中畫出了B球的10個落點位置，實驗中應(yīng)取平均位置，方法是：用最小的圓將所有點圈在里面，圓心位置即為落點平均位置，找準平均位置，讀數(shù)時應(yīng)在刻度尺的最小刻度后面再估讀一位答案為64.7 cm(從64.2 cm到65.2 cm的范圍內(nèi)都正確)(2)被碰小球B和入射小球A都從O點開始做平拋運動，且兩球平拋時間相同，以平拋時間為

7、時間單位，則平拋的水平距離在數(shù)值上等于平拋初速度設(shè)A未碰B時，平拋水平位移為sA；A、B相碰后，A、B兩球的水平位移分別為sA、sB，A、B質(zhì)量分別為mA、mB，則碰前A的動量可寫成mAsA，碰后A、B總動量為mAsAmBsB，要驗證動量是否守恒，即驗證以上兩動量是否相等所以該實驗應(yīng)測量的物理量有：mA、mB、sA、sA、sB.【答案】(1)64.7(2)ABD【思維升華】在驗證動量守恒定律的實驗中，巧妙地運用了等效代換法，即由平拋運動中物體下落高度相同時，運動的時間相同，因此可用水平分位移來替代平拋運動的初速度將平拋運動結(jié)合于本實驗中，極為方便地代換出小球碰撞前后的速度大小例2實驗目的、原理

8、的創(chuàng)新應(yīng)用恒定律”的實驗裝置(如圖866所示)驗證彈性碰撞的恢復系數(shù)是否為1，實驗中使用半徑相等的鋼質(zhì)小球1和2(它們之間的碰撞可近似視為彈性碰撞)，且小球1的質(zhì)量大于小球2的質(zhì)量實驗步驟如下：圖866安裝好實驗裝置，做好測量前的準備，并記下重垂線所指的位置O.第一步，不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上重復多次，用盡可能小的圓把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置第二步，把小球2放在斜槽前端邊緣處的C點，讓小球1從A點由靜止?jié)L下，使它們碰撞重復多次，并使用與第一步同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置第三步，用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置離O點

9、的距離，即線段OM、OP、ON的長度在上述實驗中，(1)P點是_的平均位置；M點是_的平均位置；N點是_的平均位置(2)請寫出本實驗的原理_；寫出用測量的量表示的恢復系數(shù)的表達式_(3)三個落地點距O點的距離OM、OP、ON與實驗所用的小球質(zhì)量是否有關(guān)？_.【解析】本題在考查碰撞中動量守恒的基礎(chǔ)上，以信息給予的方式推出恢復系數(shù)的表達式原理，要求學生在掌握基本原理的前提下，拓展性的獨立完成實驗(1)P點是實驗的第一步中小球1落點的平均位置，M點是實驗的第二步中小球1與小球2碰后小球1落點的平均位置，N點是碰撞后小球2落點的平均位置(2)原理：小球從槽口B飛出后均做平拋運動，飛行時間相同，則可用水

10、平拋出距離代替水平速度【思維升華】實現(xiàn)實驗目的可以有不同的實驗設(shè)計方案，不同的設(shè)計方案對應(yīng)的實驗原理不同本題要求在掌握基本原理的前提下，結(jié)合信息給予的方式，推出恢復系數(shù)的表達式原理，進行創(chuàng)新實驗9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:49:40 AM11、以我獨沈久，愧君相見頻。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022

11、/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動出成果，工作出財富。2022/10/162022/10/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時，

12、你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:49:40 AM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2

13、022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 20221

14、7、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風，青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:49:40 AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/10/162022/10/1616 October 202217、一個人即使已