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1、1動量動量（選考）（選考）實驗：驗證動量實驗：驗證動量守恒定律守恒定律第十四章2 一、實驗目的 驗證碰撞中的動量守恒. 二、實驗原理 如圖14-3-1所示，質量分別為m1和m2的A、B兩個小球發(fā)生正碰，若碰前m1入射、m2靜止，碰撞后兩個小球從水平軌道水平飛出做平拋運動且下落高度相同，則飛行時間相等.3 若用飛行時間作為單位時間，則小球水平速度在數(shù)值上等于小球平拋運動的水平位移，測出小球的質量m1、m2，兩球碰撞前后水平運動位移s1、s1、s2，若m1s1=m1s1+m2s2成立，則可驗證動量守恒定律.圖圖14-3-14 三、實驗器材 斜槽、兩個大小相等質量不等的小球、重垂線、白紙、復寫紙、天
2、平、刻度尺、圓規(guī). 四、實驗步驟 1.用天平稱量兩個小球質量m1、m2；5 2.將斜槽固定在桌邊，使斜槽末端切線水平，使小球在軌道水平部分任意位置均能靜止; 特別提示1：該方法是一種判斷斜槽末端切線是否水平的簡便方法. 3.在水平地面上鋪放白紙，白紙上鋪放復寫紙，用膠帶固定； 4.在白紙上記下重垂線錘尖所指的位置O,即為小球平拋運動水平位移的起始點；6 5.先不放被碰小球，取質量較大的m1小球從斜槽上某一固定高度處由靜止開始滾下，重復實驗十次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有小球落點圈在圓內，圓心就是入射小球不發(fā)生碰撞情況下的平均落地點P; 特別提示2：此步驟中的利用圓規(guī)確定小球平均落地點的方法在很
3、多實驗中可遷移應用.若有個別落點偏離圓圈過遠，則說明該落點誤差較大，應將該點予以剔除.7 6.把被碰小球放在斜槽末端，讓入射小球從原來固定高度處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生正碰，重復此操作10次，用同樣方法確定入射小球平均落點位置M和被碰小球平均落點位置N; 7.用刻度尺量出線段長度 、 .和； 8.將各測量值代入p=m1 ，p= m1 +m2 ，看碰前、碰后系統(tǒng)總動量是否相等,得出結論.OPOMONOPOMON 確定小球碰撞前后三個落點的位置 某同學用如圖14-3-2所示的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，O點是水平槽的末端R在記錄紙上的豎直投
4、影點.實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止釋放，落到鋪在水平地面上的記錄紙上，留下痕跡.9 重復上述操作10次，得到10個落點痕跡，設該情況下A落地點記為號位置. 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由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自落點痕跡，同樣重復10次， 設此情況下A、B落地點分別記為號、號位置.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.則10圖圖14-3-211 (1)以上記錄的號、號、號位置分別在、.(選填“甲”、“乙”、“丙”) (2)若球在甲、乙、丙處落地痕跡如圖14-3-3(甲)、(乙)、(丙)所示，
5、則未碰撞的A球落下水平射程應為 cm, 發(fā)生碰撞的A、B球水平射程應分別為cm、cm.圖圖14-3-312 (1)設入射小球不發(fā)生碰撞情況下飛出速度為v0，入射小球在發(fā)生碰撞情況下飛出速度為v1，被碰小球飛出速度為v2，由于v1v0v2,三種情況下小球平拋飛行時間相等，得小球平拋運動的水平位移大小關系為v1tv0tv2t.因此甲位置為入射球在發(fā)生碰撞情況下在水平地面上的落地點，乙為入射球在不發(fā)生碰撞情況下在水平地面上的落地點，丙為被碰球在發(fā)生碰撞情況下在水平地面上的落地點.答案：乙、甲、丙.13 (2)用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有小球落點圈在圓內，圓心即為平均落地點.未碰撞的A球落下水平射程應為
6、45.6cm(45.046.2cm范圍內), 發(fā)生碰撞的A、B球水平射程應分別為17.2cm(17.018.0cm范圍內)和64.7cm(64.265.2cm范圍內).14 變式訓練變式訓練1：在做驗證動量守恒定律實驗中：在做驗證動量守恒定律實驗中： (1)某次實驗測得小球的落點情況如圖某次實驗測得小球的落點情況如圖14-3-4所所示，假設碰撞過程動量守恒，則入射小球的質量示，假設碰撞過程動量守恒，則入射小球的質量m1和被碰小球的質量和被碰小球的質量m2之比之比m1 m2=_ (2)在實驗中，根據小球的落地情況，若等式在實驗中，根據小球的落地情況，若等式=_成立，則可證明碰撞中系統(tǒng)的動量成立，
7、則可證明碰撞中系統(tǒng)的動量守恒守恒圖143415 解析：解析：(1)若動量守恒，有若動量守恒，有m1 =m1 +m2 即即m125.5=m115.5+m240.0 解得解得m1m2=41 (2)由由m1 =m1 +m2 得得 =OPOMON12m (OP - OM )mOPOMONON16 誤差分析 在“驗證動量守恒定律”的實驗中，入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的說法中正確的是( ) A.釋放點越低，小球所受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小17 B.釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小 C.釋放點越高，兩球碰后水平位移越大，水平位移測量的相對誤差越小 D.釋放
8、點越高，入射小球對被碰小球的作用力越大，斜槽對被碰小球阻力越小18 入射小球釋放點越高，兩球相碰時速度越大，相互作用力越大，外力的沖量相對越小，碰撞前后的水平位移越大，測量水平位移的相對誤差越小，又斜槽對被碰小球的阻力與碰撞的作用力無關，故A、B、D均錯誤，只有C項正確. 19 變式訓練2：在“驗證動量守恒定律”實驗中，下列關于小球落點的說法，正確的是() 如果小球每次從同一點無初速度釋放，重復幾次的落點一定是重合的 由于偶然因素的存在，重復操作時小球落點不重合是正常的，但落點應當比較密集 測定P的位置時，如果重復10次的落點分別是P1、P2、P3、P10,則OP應取OP1、OP2、OP3、O
9、P10的 平均值，即OP= 用半徑盡可能小的圓把P1、P2、P3、P10圈住，這個圓的圓心就是入射小球落點的平均位置P A.B. C.D.1231010OPOPOPOP 解析：解析：雖然小球每次從同一點無初速度釋雖然小球每次從同一點無初速度釋放，但是由于在操作過程中的偶然因素的影響，放，但是由于在操作過程中的偶然因素的影響，不會每次都落到同一個點上，否則就沒有必要不會每次都落到同一個點上，否則就沒有必要重復重復10次了因此，次了因此，是錯誤的，是錯誤的，是正確是正確的在實驗中尋求落點，是利用半徑盡可能小的在實驗中尋求落點，是利用半徑盡可能小的圓把的圓把10個點圈住，這個圓的圓心就是入射小個點圈住，這個圓的圓心就是入射小球落點的平均位置球落點的平均位置P.因此，因此，是錯誤的，是錯誤的，是是正確的正確的答案為答案為D.
高三物理一輪復習 第14章第3課時 實驗：驗證動量守恒定律課件 魯科版
