2022-2023学年高二物理同步寓教于乐(选择性必修一)实验:验证动量守恒定律.pptx

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1.4实验:验证动量守恒定律 实验目的验证动量守恒定律(一维情况)在一维碰撞中,测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度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。实验设计 方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验实验设计 (1)质量的测量:用_____测量.(2)速度的测量:v=___,式中的d为滑块上挡光板的___,Δt为数字计时器显示的滑块上的挡光板经过_______的时间.天平宽度光电门方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验实验设计 (4)器材:气垫导轨、数字计时器、滑块(带挡光板)两个、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平.(5)验证的表达式:____________________________(注意速度的矢量性)m1v1′+m2v2′=m1v1+m2v2(3)碰撞情景的实现:如图利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞,利用在滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量.造成实验误差的主要原因是存在摩擦力。利用气垫导轨进行实验,调节时确保导轨水平。方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验实验设计 入射小球被碰小球白纸复写纸速度的测量位移的测量方案二:利用平抛运动完成一维碰撞实验实验设计 实验原理:(1)质量分别为m1和m2的两小球发生正碰,若碰前m1运动,m2静止,且m1>m2,根据动量守恒定律应有:m1v1=m1v1′+m2v2′。(2)由平抛运动的知识可知,小球飞行时间相同,若用飞行时间作时间单位,则水平速度大小就等于小球飞出的水平距离,则动量守恒时应有:方案二:利用平抛运动完成一维碰撞实验实验设计 (1)用天平测出两个小球的质量m1、m2;(2)安装好实验装置,将斜槽固定在桌边,并使斜槽末端的切线水平;(3)在水平地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸;(4)在白纸上记下重锤线所指的位置O,它表示入射球m1碰前的位置;(5)先不放被碰小球,让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下,重复10次,用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。实验步骤:方案二:利用平抛运动完成一维碰撞实验实验设计 (1)把被碰小球放在斜槽前端边缘处,让入射小球从原来的高度静止滚下,使他们发生碰撞,重复实验10次。用同样的方法标出碰撞后入射小球的落点的平均位置M和被碰小球的落点的平均位置N实验步骤:方案二:利用平抛运动完成一维碰撞实验实验设计(2)刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度,把两个小球的质量和相应的速度分别代入左右两侧,就可以验证动量守恒定律是否成立。 白纸铺好后不能移动(1)斜槽未端的切线要水平,以保证小球作平抛运动(2)入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1>m2).(3)入射小球半径等于被碰小球半径(4)入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滚下(5)让入射小球从同一高度由静止多次滚下,进行多次实验,然后用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面,其圆心即为小球落点的平均位置。(6)入射球的位置应当适当高些,这样入射速度大,碰撞时内力够大。注意事项 方案三:利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验实验设计 如图装置做“验证动量守恒定律”的实验,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上.O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直方向的夹角为α,A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直方向夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录了多个B球的落点,重力加速度为g.(悬线长远大于小球半径)(1)图中x应是B球初始位置到____________的水平距离;B球平均落点实验设计方案三:利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验 (2)为了验证动量守恒,应测量的物理量有_______________________.mA、mB、α、β、H、L、x(3)用测得的物理量表示(vA为A球与B球刚要相碰前A球的速度,vA′为A球与B球刚相碰后A球的速度,vB′为A球与B球刚相碰后B球的速度):方案三:利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验实验设计mAvA=__________________;mAvA′=__________________;mBvB′=__________. (2)为了验证动量守恒,应测量的物理量有_______________________.mA、mB、α、β、H、L、x(3)用测得的物理量表示(vA为A球与B球刚要相碰前A球的速度,vA′为A球与B球刚相碰后A球的速度,vB′为A球与B球刚相碰后B球的速度):实验设计mAvA=__________________;mAvA′=__________________;mBvB′=__________.方案三:利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验

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