高考物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案：實(shí)驗驗證動量守恒定律

編號35高三物理(理)第=page3*2-15頁(共6頁)高三物理(理)第=page3*26頁(共6頁)選擇性必修第一冊動量和動量守恒定律6.3實(shí)驗驗證動量守恒定律學(xué)案35姓名_______班級_______學(xué)號_______【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.能說出驗證動量守恒定律的實(shí)驗原理。2.能說出課本原型實(shí)驗的實(shí)驗器材，實(shí)驗步驟，數(shù)據(jù)處理，注意事項，誤差分析。3.能根據(jù)實(shí)驗?zāi)康暮驮磉M(jìn)實(shí)驗創(chuàng)新【復(fù)習(xí)重點(diǎn)】1.課本原型實(shí)驗的實(shí)驗器材，實(shí)驗步驟，數(shù)據(jù)處理，注意事項，誤差分析。2.根據(jù)實(shí)驗?zāi)康倪M(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗?！緩?fù)習(xí)難點(diǎn)】1.課本原型實(shí)驗的實(shí)驗器材，實(shí)驗步驟，數(shù)據(jù)處理，注意事項，誤差分析。2.根據(jù)實(shí)驗?zāi)康倪M(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗。易錯易混點(diǎn)：表達(dá)出碰撞前后的動量，選擇恰當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)速度；注意一定要讓確保碰撞的物體一定發(fā)生正碰；入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量；【知識點(diǎn)歸納】方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗。(1)測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量。(2)安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌。(3)實(shí)驗：接通電源，利用配套的光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質(zhì)量；eq\a\vs4\al(②改)變滑塊的初速度大小和方向)。(4)驗證：一維碰撞中的動量守恒。方案二：利用等長懸線懸掛等大的小球完成一維碰撞實(shí)驗。(1)測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量m1、m2。(2)安裝：把兩個等大的小球用等長懸線懸掛起來。(3)實(shí)驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時它們eq\a\vs4\al(相碰)。(4)測速度：通過測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應(yīng)小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速度。(5)改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗。(6)驗證：一維碰撞中的動量守恒。方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實(shí)驗。(1)測質(zhì)量：用天平測出兩小車的質(zhì)量。(2)安裝：將打點(diǎn)計時器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥。(3)實(shí)驗：接通電源，讓小車A運(yùn)動，小車B靜止，兩車碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運(yùn)動。(4)測速度：通過紙帶上兩計數(shù)點(diǎn)間的距離及時間，由v＝eq\f(Δx,Δt)算出速度。(5)改變條件：改變碰撞條件、重復(fù)實(shí)驗。(6)驗證：一維碰撞中的動量守恒。方案四：利用等大的小球做平拋運(yùn)動完成一維碰撞實(shí)驗。(1)先用天平測出小球質(zhì)量m1、m2。(2)按圖所示那樣安裝好實(shí)驗裝置，將斜槽固定在桌邊，使槽的末端切線水平，調(diào)節(jié)實(shí)驗裝置使兩小球碰撞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(fù)寫紙。(4)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。(5)先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度處滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球發(fā)生碰撞前的落地eq\a\vs4\al(點(diǎn)P)。(6)把被碰小球放在斜槽末端上，讓入射小球從同一高度滾下，使它發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟(5)求出入射小球落地點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置N。(7)過O和N在紙上作出一直線。(8)用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長度。把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的數(shù)值代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看是否成立。(9)整理實(shí)驗器材放回原處。(判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。)1．在上面的方案一中氣墊導(dǎo)軌必須調(diào)整成水平狀態(tài)。()2．在上面的方案二中兩小球相撞時球心應(yīng)位于同一高度。()3．在上面的方案四中入射小球質(zhì)量應(yīng)小于被撞小球質(zhì)量。()4．在上面的方案四中需測出桌面到水平地面的高度。()考點(diǎn)一、實(shí)驗原理和數(shù)據(jù)處理學(xué)法指導(dǎo)：1．在各個方案中都要求碰撞的兩物體保持“水平”和“eq\a\vs4\al(正碰)”。2．在方案四中入射小球的質(zhì)量要大于被碰小球的質(zhì)量，防止碰后入射小球反彈?！镜淅?】某同學(xué)設(shè)計了一個用電磁打點(diǎn)計時器驗證動量守恒定律的實(shí)驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運(yùn)動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動。他設(shè)計的裝置如圖甲所示。在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)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。(1)若已測得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖上)。A為運(yùn)動的起點(diǎn)，則應(yīng)選________段來計算A碰前的速度。應(yīng)選________段來計算A和B碰后的共同速度。(均填“AB”“BC”“CD”或“DE”)(2)已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.4kg，小車B的質(zhì)量為m2＝0.2kg，則碰前兩小車的總動量為_______kg·m/s，碰后兩小車的總動量為______kg·m/s?！居?xùn)練檢測】1.如圖是用來驗證動量守恒的實(shí)驗裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)下方桌子的邊緣有一豎直立柱。實(shí)驗時，調(diào)節(jié)懸點(diǎn)，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高。將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時把球2放在立柱上。釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時與球2發(fā)生對心碰撞，碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)。測出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒。現(xiàn)已測出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a、B點(diǎn)離水平桌面的距離為b，C點(diǎn)與桌子邊緣間的水平距離為c。(1)還需要測量的量是___________________________、___________和__________________________。(2)根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗中動量守恒的表達(dá)式為________________________________________。(忽略小球的大小)2.某同學(xué)用如圖所示的裝置，利用兩個大小相同的小球做對心碰撞來驗證動量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC是水平槽，它們連接平滑，O點(diǎn)為重垂線所指的位置。實(shí)驗時先不放置被碰球2，讓球1從斜槽上的某一固定位置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(fù)10次，然后將球2置于水平槽末端，讓球1仍從位置G由靜止?jié)L下，和球2碰撞，碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡，重復(fù)10次。實(shí)驗得到小球的落點(diǎn)的平均位置分別為M、N、P。(1)(多選)在該實(shí)驗中，應(yīng)選用的器材是下列器材中的______。(填選項字母)A．天平B．游標(biāo)卡尺C．刻度尺D．大小相同的鋼球兩個E．大小相同的鋼球和硬橡膠球各一個(2)在此實(shí)驗中，球1的質(zhì)量為m1，球2的質(zhì)量為m2，需滿足m1_