高考物理总复习 第61讲 实验十三 验证动量守恒定律讲义-人教版高三物理试题
8页1、第61讲实验十三 验证动量守恒定律考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求实验、探究:验证动量守恒定律弱项清单不熟悉三种案例的原理,小车速度的计算,辨别不出纸带上哪段是碰前,哪段是碰后.实验储备一、实验目的验证动量守恒定律二、实验原理在一维碰撞中,测出两物体的质量m1、m2和碰撞前后物体的速度v1、v2和v1、v2,找出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量pm1v1m2v2,从而验证两物体在碰撞前后的动量是否守恒三、实验器材及实验步骤方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验1器材:气垫导轨(含弹性碰撞架)、气泵、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、撞针、橡皮泥2步骤(1)测质量:用天平测出附加不同重物的两滑块质量(2)测量宽度:用直尺测量遮光片的宽度(3)安装:正确安装好气垫导轨接通气泵电源,放一滑块,调节气垫导轨的高度,当滑块可以在导轨上做往复的_直线运动时,我们可以认为导轨已调整到水平状态(4)实验:放上滑块,利用光电门测出两滑块不同情景下碰撞前、后的遮光片通过光电门的时间改变滑块的质量和改变滑块的初速度大小和方向,可以多次测量有以下几种情景:两滑块间最
2、初用细绳连接,中间夹有弹簧片当剪断细绳后,两滑块在弹簧片的作用下向气垫导轨两侧运动,分别通过两侧的光电门需要记录_两带有弹性碰撞装置的滑块分别通过光电门,向气垫导轨中间位置运动,在两光电门之间弹性碰撞后分开测出再次通过光电门的时间滑块一端安装撞针、另一滑块一端安装橡皮泥最初将安装橡皮泥的滑块放在两光电门之间,另一滑块放在光电门外侧让安装撞针的滑块匀速通过光电门和滑块相碰碰后一起通过另一光电门(5)验证:通过测量数据,验证一维碰撞中的动量守恒方案二:利用等长悬线悬挂大小相等的小球完成一维碰撞实验1器材:带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、胶布等2步骤(1)测质量:用天平测出两小球的质量m1、m2.(2)安装:把两个大小相等的小球用等长悬线悬挂起来(3)实验:一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰(4)测速度:可以测量小球被拉起的角度,从而算出碰撞前对应小球的速度,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后对应小球的速度(5)改变条件:改变小球的质量、用贴胶布改变小球的碰后状态等方法,重复实验(6)验证:一维碰撞中的动量守恒方案三:在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验1器材:光滑长
3、木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥2步骤(1)测质量:用天平测出两小车的质量(2)安装:将打点计时器固定在光滑长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥(3)实验:接通电源,让装有撞针的小车向安装橡皮泥的小车运动,两车碰撞时撞针插入橡皮泥中,两小车连接成一体运动(4)测速度:通过纸带上两计数点间的距离及时间计算出碰前、碰后的速度(5)改变条件:改变小车的质量、初速度等条件、重复实验(6)验证:一维碰撞中的动量守恒四、数据处理1速度的测量方案一:滑块速度的确定:v,式中x为滑块上遮光片的宽度,t为光电门计时器显示的遮光片经过光电门的时间方案二:摆球速度的确定:v,式中h为小球释放时(或碰撞后摆起的)高度,h可由量角器和摆长计算出方案三:小车速度的测量:v,式中x是小车匀速运动时,纸带上两计数点间的距离,t为小车经过x的时间(可由打点间隔算出)2验证的表达式:m1v1m2v2m1v1m2v2.五、误差分析1系统误差主要来源于装置本身是否符合要求,即:(1)碰撞是否为一维碰撞即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿
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