1、實驗十六驗證動量守恒定律,1驗證一維碰撞中的動量守恒 2探究一維彈性碰撞的特點,在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v，找出碰撞前的動量pm1v1m2v2及碰撞后的動量pm1v1m2v2，看碰撞前后動量是否守恒,方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥 方案二：帶細線的擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布等 方案三：光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥 方案四：斜槽、大小相等質(zhì)量不同的小鋼球兩個、重垂線一條、白紙、復寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī)、三角板,方案一：利用氣墊導軌完成一維碰

2、撞實驗 1測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量 2安裝：正確安裝好氣墊導軌 3實驗：接通電源，利用配套的光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(改變滑塊的質(zhì)量改變滑塊的初速度大小和方向) 4驗證：一維碰撞中的動量守恒,方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實驗 1測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量m1、m2. 2安裝：把兩個等大小球用等長懸線懸掛起來 3實驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時它們相碰 4測速度：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應小球的速度 5改變條件：改變碰撞條件，重復實驗 6驗證：一維碰撞中的動量守恒,方案三：

3、在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實驗 1測質(zhì)量：用天平測出兩小車的質(zhì)量 2安裝：將打點計時器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥 3實驗：接通電源，讓小車A運動，小車B靜止，兩車碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運動,方案四：碰撞前后的速度測量是實驗中誤差的主要來源，若采用下列實驗方法可避免速度的測量如下圖實驗所示，將質(zhì)量分別為m1和m2的兩小球發(fā)生正碰，若碰前m1運動，m2靜止，且m1m2，根據(jù)動量守恒定律應有：m1v1m1v1m2v2.,圖1,1前提條件：碰撞的兩物體應保證“水平”和“正碰” 2方案提醒： (1)若利用氣

4、墊導軌進行實驗，調(diào)整氣墊導軌時，注意利用水平儀確保導軌水平 (2)若利用擺球進行實驗，兩小球靜放時球心應在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應在同一豎直面內(nèi),(3)若利用長木板進行實驗，可在長木板下墊一小木片用以平衡摩擦力 (4)若利用斜槽進行實驗，入射球質(zhì)量應大于被碰球質(zhì)量，且入射球每次都必須從斜槽軌道同一位置由靜止釋放 3探究結(jié)論：尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變,1系統(tǒng)誤差：主要來源于裝置本身是否符合要求，即： (1)碰撞是否為一維碰撞 (2)實驗是否滿足動量守恒的條件：如氣墊導軌是否水平，兩球是否等大，長木板實驗是否平衡掉摩擦力 2偶然誤差：主要來源于質(zhì)

5、量m和速度v的測量 3改進措施：(1)設計方案時應保證碰撞為一維碰撞，且盡量滿足動量守恒的條件 (2)采取多次測量求平均值的方法減小偶然誤差,題型一對實驗原理和實驗方法的考查 例1如圖2所示為實驗室中驗證動量守恒的實驗裝置示意圖 (1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則() Am1m2，r1r2Bm1m2，r1m2，r1r2 Dm1m2，r1r2,(2)為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需的是_(填下列對應的字母) A直尺B游標卡尺C天平D彈簧秤E秒表 (3)設入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，P為碰前入射小球落點的平均位置，則關系式(用m1、m

6、2及圖中字母表示)_成立，即表示碰撞中動量守恒,圖2,題后反思 本題比較全面地考查了此實驗中的要點，如對斜槽軌道末端的要求，小球質(zhì)量的要求，實驗測量中的注意點等對于驗證碰撞中的動量守恒實驗方法很多，如可用氣墊導軌進行驗證，還可以用平拋運動與圓周運動結(jié)合進行驗證等,變式11某同學設計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗，在小車B的前端粘有橡皮泥，設法使小車A做勻速直線運動，然后與原來靜止的小車B相碰并粘在一起，繼續(xù)做勻速運動，設計如圖3a所示：,圖3,在小車A的后面連著紙帶，電磁打點計時器的頻率為50 Hz，長木板下墊著的小木板用以平衡摩擦力 (1)若已得到打點紙帶如圖3b所示，并測得各計數(shù)

7、點間的距離 在圖上標出A為運動起始的點，則應選_段來計算A碰前的速度，應選_段來計算A和B碰后的共同速度(填AB、BC、CD、DE),(2)已測得小車A的質(zhì)量m10.4 kg，小車B的質(zhì)量m20.20 kg，由以上測量結(jié)果可得： 碰前總動量_kgm/s 碰后總動量_kgm/s 解析：(1)因小車是勻速運動，紙帶上應取打點均勻的一段來計算速度，碰前BC段點距相等，碰后DE段點距相等，故取BC段、DE段分別計算碰前A的速度和碰后A和B的共同速度,答案：(1)BCDE(2)0.42,0.417或0.42,1在“驗證動量守恒定律”的實驗中，入射球每次滾下都應從斜槽上的同一位置無初速釋放，這是為了使()

8、 A小球每次都能水平飛出槽口 B小球每次都以相同的速度飛出槽口 C小球在空中飛行的時間不變 D小球每次都能對心碰撞,解析：入射球每次滾下都應從斜槽上同一位置無初速釋放，是為了使每次碰撞時動量保持不變，故B正確 答案：B,2某同學用如下圖所示裝置來驗證動量守恒定律，讓質(zhì)量為m1的小球從斜槽某處由靜止開始滾下，與靜止在斜槽末端質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞 圖4,(1)實驗中必須要求的條件是_ A斜槽必須是光滑的 B斜槽末端的切線必須水平 Cm1與m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度 Dm1每次必須從同一高度處滾下 (2)實驗中必須測量的物理量是_ A小球的質(zhì)量m1和m2B小球起始高度h C小球半徑R1和

9、R2 D小球起飛的時間t E桌面離地面的高度H F小球飛出的水平距離x,解析：本題考查驗證動量守恒定律實驗的基本原理和實驗方法 (1)實驗中為保證小球做平拋運動，斜槽末端必須水平，要使兩球碰后均平拋，兩球心必須在同一高度，要保證小球m1碰前速度不變，m1每次必須從同一高度滾下，斜槽沒必要保證光滑，故B、C、D正確 (2)必須測量兩球質(zhì)量m1、m2和小球平拋的水平距離，故選A、F. 答案：(1)BCD(2)AF,3在做“驗證動量守恒定律”實驗時，入射球a的質(zhì)量為m1，被碰球b的質(zhì)量為m2，小球的半徑為r，各小球的落地點如圖5所示，下列關于這個實驗的說法正確的是(),圖5,答案：D,4在“驗證動量

10、守恒定律實驗”中，下列關于小球落點的說法，正確的是() A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 B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,解析：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，不會每次都落到同一個點上，否則就沒有必要重復10次了因此，選項A是錯誤的，B是正確的在實驗中尋求落點，是利用半徑盡可能小的圓把P1、P2、P3，P10圈住，這個圓的圓心是入射小球落點的平均位置P.因此，選項C是錯誤的，D是正確的 答案：BD,5某同學用圖6甲所示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

11、斜槽，QR為水平槽實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復上述操作10次，得到10個落點痕跡再把B球放在水平槽上靠近末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始向下運動，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復這種操作10次在圖甲中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，B球落點痕跡如圖乙所示，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,圖6,(1)碰撞后B球的水平射程應取為_cm. (2)在以下選項中，本次實驗必須進行測量的有() A測量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比) B測量G點相對于水平槽面

12、的高度 C測量R點相對于水平地面的高度 DA球和B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離 E水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離 F測量A球或B球的直徑,解析：(1)用一盡量小的圓圈住所有落點，此圓的圓心即對應B球落點的平均位置，則碰撞后B球的水平射程應為64.7 cm. (2)要驗證兩球碰撞過程中動量是否守恒，必須測出兩球的質(zhì)量，用平拋的水平距離代替碰撞前后的速度，則必須測出未放B球時A球落點位置到O點距離和放B球后，A球、B球落點位置到O點的距離，故必須進行的測量為A、E、D. 答案：(1)64.7(2)ADE,6如圖7所示裝置來驗證動量守恒定律，質(zhì)量為mA的鋼球A用細線懸掛于O點，質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上，O點到A球球心的距離為L，使懸線在A球釋放前伸直，且線與豎直線夾角為，A球釋放后擺到最低點時恰與B球正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針OC推移到與豎直線夾角處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復