1.4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律高二上學(xué)期物理人教版選擇性

第一章

動(dòng)量守恒定律1.4實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律復(fù)

習(xí)1.系統(tǒng)動(dòng)量守恒的情形有哪些？系統(tǒng)不受外力或者所受外力的矢量和為零理想條件m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'

系統(tǒng)內(nèi)物體之間的內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力系統(tǒng)在某一方向上合外力為零近似條件單向條件2.動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是什么？如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)加以驗(yàn)證呢？新課講授一、實(shí)驗(yàn)思路碰撞——時(shí)間極短，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，可認(rèn)為碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒。1.生活中什么樣的情景滿足動(dòng)量守恒的條件？2.如何實(shí)現(xiàn)一維碰撞并測(cè)出物體的速度？m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'

v1v1/m1v2/m2m1m2如何實(shí)現(xiàn)一維碰撞并測(cè)出物體的速度？你想到了什么場(chǎng)景？二、實(shí)驗(yàn)方案——研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒1.實(shí)驗(yàn)器材：氣墊導(dǎo)軌、光電門、天平、兩個(gè)滑塊（帶擋光片）、砝碼、彈簧、細(xì)繩、彈性碰撞架、撞針、橡皮泥。2.物理量的測(cè)量:質(zhì)量：用天平測(cè)量滑塊的質(zhì)量速度：利用公式

，式中d為擋光片的寬度,Δt為計(jì)時(shí)器顯示的擋光片經(jīng)過(guò)光電門所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'

二、實(shí)驗(yàn)方案——研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒如何實(shí)現(xiàn)不同的碰撞？在滑塊上加重物可改變碰撞物體的質(zhì)量可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量相同/不同的物體相碰，可以實(shí)現(xiàn)碰后分開/不分開......3.實(shí)驗(yàn)步驟：(1)用天平測(cè)出兩滑塊的質(zhì)量，用刻度尺測(cè)出滑塊上擋光片的寬度。(2)安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌下面的調(diào)節(jié)旋鈕，直到調(diào)至導(dǎo)軌水平。(3)使兩滑塊依次按照不同的方式碰撞，記錄擋光時(shí)間，計(jì)算滑塊碰撞前后的速度。(4)數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證滑塊碰撞前后動(dòng)量守恒。(5)整理儀器。氣墊導(dǎo)軌為什么調(diào)至導(dǎo)軌水平？如何判斷？如果物體碰撞后的速度方向與原來(lái)的方向相反，應(yīng)該怎樣記錄？質(zhì)量不同的滑塊，碰撞后分開質(zhì)量不同的滑塊，碰撞后不分開氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)成水平，兩個(gè)滑塊A、B分別靜置在氣墊導(dǎo)軌上，在滑塊A的右側(cè)以及滑塊B的左側(cè)都安裝了彈簧片，在滑塊A、B的上方安裝了寬度相同的遮光片。C、D為固定在氣墊導(dǎo)軌上的光電門傳感器，與它們相連的計(jì)算機(jī)可以記錄遮光片經(jīng)過(guò)光電門的遮光時(shí)間。某同學(xué)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①測(cè)量滑塊A、B的質(zhì)量(含彈簧片及遮光片)，分別記為mA、mB；②測(cè)量滑塊A、B上遮光片的寬度，記為d；③給滑塊A一個(gè)向右的瞬時(shí)沖量，觀察滑塊A的運(yùn)動(dòng)情況及A、B兩滑塊在相碰后各自的運(yùn)動(dòng)情況；④讀取滑塊A第一次經(jīng)過(guò)光電門C的時(shí)間為t1、滑塊B經(jīng)過(guò)光電門D的時(shí)間為t2，滑塊A第二次經(jīng)過(guò)光電門C的時(shí)間為t3?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)為保證本實(shí)驗(yàn)成功，滑塊A的質(zhì)量應(yīng)________(填“大于”“等于”或“小于”)滑塊B的質(zhì)量；(2)碰撞后滑塊A的速度大小為________；(用題中涉及的物理量符號(hào)表示)(3)若關(guān)系式__________________________________成立，則碰撞過(guò)程中，滑塊A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。(用題中涉及的物理量符號(hào)表示)研究斜槽末端小球碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒1.實(shí)驗(yàn)器材：斜槽、同體積的鋼球兩個(gè)、重垂線、白紙、復(fù)寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī)。2.物理量的測(cè)量:質(zhì)量：用天平測(cè)量滑塊的質(zhì)量速度的測(cè)量可轉(zhuǎn)化為水平位移的測(cè)量速度如何測(cè)量？3.實(shí)驗(yàn)步驟：(1)用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颉?2)安裝實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽末端水平，小球能夠靜止在斜槽末端則說(shuō)明槽口末端水平。(3)在地面上適當(dāng)位置鋪放白紙，白紙上鋪復(fù)寫紙，記下斜槽末端鉛垂線所指的位置O。(4)不放被碰小球,讓入射小球從斜槽上某固定高度滾下,重復(fù)多次。用盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面,圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置。(5)把被碰小球放在斜槽末端,讓入射小球從同一高度滾下,使它們發(fā)生碰撞,重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次。類似找出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球的落點(diǎn)的平均位置N。(6)連接ON,測(cè)量線段OP、OM、ON的長(zhǎng)度。將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中。圓心即為小球平均落點(diǎn)研究斜槽末端小球碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒注意事項(xiàng)：(1)斜槽末端點(diǎn)的切線要水平。(2)入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。(3)每次入射小球在斜槽上同一高度自由滾下。(4)白紙鋪好后不能移動(dòng)。某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們用圖甲裝置做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)，即研究?jī)蓚€(gè)小球碰撞前、后的動(dòng)量關(guān)系。(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前、后的速度是不容易的。同學(xué)們經(jīng)過(guò)分析討論，發(fā)現(xiàn)________________，因此可以用水平位移間接地來(lái)代替小球碰撞前、后的速度。(2)圖甲中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在水平地面上的垂直投影點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將入射球A(質(zhì)量為m1)多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P(圖中未畫出)，測(cè)量水平位移x1；然后把被碰小球B(質(zhì)量為m2)靜置于軌道的水平末端，再將入射小球A從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球B相撞，找到A、B相碰后各自平均落地點(diǎn)的位置，并分別測(cè)量其水平位移x2、x3。多次重復(fù)本實(shí)驗(yàn)步驟，以減小實(shí)驗(yàn)誤差。(3)同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)中正確操作，認(rèn)真測(cè)量，得出的落點(diǎn)情況如圖乙所示。通過(guò)分析可知，落點(diǎn)P為圖乙中的位置________(填“1”“2”或“3”)，若兩球相碰前、后的動(dòng)量守恒，則m1∶m2＝________。(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同(3)2

6∶1完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)裝置進(jìn)行了改造，如圖丙所示。在水平槽右方豎直固定一木板，使小球A從斜槽上C點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)的操作，得到兩球落在木板上的平均落點(diǎn)M、P、N。用刻度尺測(cè)量木板上與點(diǎn)B等高的點(diǎn)B′到M、P、N三點(diǎn)的高度差分別為L(zhǎng)1、L2、L3。則驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為________(用所測(cè)物理量的字母表示)。小華在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律時(shí)，利用在斜面上的兩小車a、b碰撞過(guò)程來(lái)完成：如圖丙所示，小車a的前端粘有質(zhì)量不計(jì)的橡皮泥，在小車a后連著紙帶，紙帶通過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，長(zhǎng)木板下墊著小木塊，開始時(shí)未放小車b，移動(dòng)長(zhǎng)木板下的小木塊，輕推小車a，直到紙帶上打下的點(diǎn)跡__________(填“均勻”或“不均勻”)。然后在小車a的前方放置一個(gè)與a材料相同的靜止小車b，推動(dòng)小車a使之運(yùn)動(dòng)，之后與小車b相碰并粘合成一體，若測(cè)得實(shí)驗(yàn)中某條打點(diǎn)的紙帶如圖丁所示，O為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，x1、x2、x3、x