1、動量（選考）實驗：驗證動量守恒定律第十四章第1頁，共21頁。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(zhì)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.第2頁，共21頁。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(zhì)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14-3-1第3頁，共21頁。三、實驗器材斜槽、兩個大小相等質(zhì)量不等的小球、重垂線、白紙、復寫紙、天平

2、、刻度尺、圓規(guī).四、實驗步驟1.用天平稱量兩個小球質(zhì)量m1、m2；第4頁，共21頁。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；第5頁，共21頁。5.先不放被碰小球，取質(zhì)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(nèi)，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

3、地點的方法在很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.第6頁，共21頁。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.第7頁，共21頁。 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

4、在記錄紙上的豎直投影點.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.第8頁，共21頁。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.則第9頁，共21頁。圖14-3-2第10頁，共21頁。(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、

5、丙處落地痕跡如圖14-3-3(甲)、(乙)、(丙)所示，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14-3-3第11頁，共21頁。(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.第12頁，共21頁。(2)用圓規(guī)畫盡

6、可能小的圓把所有小球落點圈在圓內(nèi)，圓心即為平均落地點.未碰撞的A球落下水平射程應為45.6cm(45.046.2cm范圍內(nèi)), 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(nèi))和64.7cm(64.265.2cm范圍內(nèi)).第13頁，共21頁。 變式訓練1：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1434所示，假設碰撞過程動量守恒，則入射小球的質(zhì)量m1和被碰小球的質(zhì)量m2之比m1m2=_ (2)在實驗中，根據(jù)小球的落地情況，若等式=_成立，則可證明碰撞中系統(tǒng)的動量守恒圖1434第14頁，共21頁。 解析：(1)若動量守恒，有m1 =m1 +m

7、2 即m125.5=m115.5+m240.0 解得m1m2=41 (2)由m1 =m1 +m2 得 =第15頁，共21頁。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，誤差越小第16頁，共21頁。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.釋放點越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱螅辈蹖Ρ慌鲂∏蜃枇υ叫〉?7頁，共21頁。 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，

8、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. 第18頁，共21頁。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第19頁，共21頁。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、OP10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.第20頁，共21頁。 解析：雖然小球每次從同一點無初速度釋放，但是由于在操