高考物理总复习 第六单元 动量 实验7 验证动量守恒定律教师用书（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理教案VIP免费

实验7验证动量守恒定律实验目的1.掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法;验证一维碰撞中的动量守恒。2.掌握实验数据处理的方法;探究一维弹性碰撞的特点。实验原理在一维碰撞中,测出物体的质量m1、m2和碰撞前后物体的速率v、v',找出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p'=m1v1'+m2v2',看碰撞前后动量是否守恒。实验器材方案一:斜槽,大小相等、质量不同的小钢球两个,重垂线一条,白纸,复写纸,天平一台,刻度尺,圆规。方案二:气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。方案三:光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺。方案四:带细线的小球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。实验步骤方案一利用等大的小球碰撞后做平抛运动完成一维碰撞实验1.先用天平测出两小球质量m1、m2。2.按图示安装好实验装置,将斜槽固定在桌边,使槽的末端的切线水平,调整实验装置使两小球碰时处于同一水平高度,且碰撞瞬间入射小球与被碰小球的球心连线和轨道末端的切线平行,以确保正碰后的速度方向水平。3.在地上铺一张白纸,在白纸上铺复写纸。4.在白纸上记下重垂线所指的位置O。5.先不放被碰小球,让入射小球从斜槽上同一高度处滚下,重复10次,用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心看作入射小球不发生碰撞,仅做平抛运动的落地点P。6.把被碰小球放在斜槽的末端,让入射小球从同一高度滚下,使它们发生正碰,重复10次,仿步骤5求出入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N。7.过O和N在纸上作一直线。8.用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度。把两小球的质量和相应的数值代入方程式m1·OP=m1·OM+m2·ON中,看是否成立。9.整理实验器材并放回原处。方案二利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.测质量:用天平测出两滑块质量m1、m2。2.安装:正确安装好气垫导轨。3.实验:接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块在各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量;②改变滑块的初速度大小)。4.验证:一维碰撞中的动量守恒。方案三利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞,两小车碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。实验装置如图所示1.质量的测量:用天平测出两车质量m1、m2。2.速度的测量:v=ΔxΔt,式中Δx是纸带上两计数点间的距离,可用刻度尺测量。Δt为小车经过Δx所用的时间,可由打点间隔算出。这个方案适合探究碰撞后两物体结合为一体的情况。方案四利用等长细线悬挂等大的小球实现一维碰撞,实验装置如图所示1.质量的测量:用天平测量两小球的质量m1、m2。2.速度的测量:可以测量小球被拉起的角度,根据机械能守恒定律算出小球碰撞前对应的速度;测量碰撞后两小球分别摆起的对应角度,根据机械能守恒定律算出碰撞后对应的两小球的速度。3.不同碰撞情况的实现:用贴胶布的方法增大两小球碰撞时的能量损失。数据处理把测量数据填入表中,比较碰撞前后的总动量之间的关系:方案一表格碰撞前碰撞后质量m/kgm1=m1=m2=平抛距离x/mOP=OM=ON=总动量p/(kg·m·s-1)m1·OP=m1·OM+m2·ON=方案二、方案三、方案四表格碰撞前碰撞后质量m/kgm1=m2=m1=m2=速度v/(m·s-1)v1=v2=v1'=v2'=总动量p/(kg·m·s-1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'=1.(2018陕西西安六校联考)如图所示,质量为m1的球A从斜槽某一高度由静止滚下,落到水平面上的P点。今在槽口末端放一与球A半径相同、质量为m2的球B,仍让球A从斜槽同一高度滚下,并与球B正碰,两球落地后,球A和B的落地点分别是M、N。已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。则实验必须满足的条件是()。A.轨道末端的切线必须是水平的B.斜槽轨道必须光滑C.m1=m2D.m1