高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第3节 科学验证:动量守恒定律优质课备课ppt课件
展开(1)验证动量守恒定律
(2)体会将不易测量的物理量转换成易测量的物理量的实验设计思想
质量分别为m1和m2的两个小球A、B发生正碰,若碰撞前球A的速度为v1,球B静止,碰撞后的速度分别为v1'和v2' ,根据动量守恒定律,应有:
可采用“平抛运动的特点”实验中测量平抛初速度的方法,设计实验装置如图1-27所示。
m1v1=m1v1' +m2v2'
用什么方法来解决速度的测量呢?
让球A从同一位置C释放,测出不发生碰撞时球A飞出的水平距离lOP,再测出球A、B碰撞后分别飞出的水平距离lOM、lON,如图1-28所示。只要验证,
m1lOP=m1lOM+m2lON
即可验证动量守恒定律。
A、B从相同高度做平抛运动,落地时间相同。
m1lOP≈m1lOM+m2lON
通过实验分析,在误差允许的范围内,实验数据满足 m1lOP=m1lOM+m2lON,所以小球碰撞过程满足动量守恒定律。
1、球A与球B发生碰撞时,球A与斜槽末端还有一段距离,会使球A碰前的速度与球A单独释放时运动到槽末端的速度不相等,造成测得球A碰前速度误差;同时还会使球A不能马上做平抛运动,造成碰后误差。
2、测量误差:小球质量和平抛水平距离的测量误差。
3、A、B球的碰撞可能非对心正碰。
改进:使A球碰后即做平抛。改进如图。其中小立柱D可以在小球碰后即自动右倒。测量时水平位移时球A与球B的平抛起点相差2r。
改进:多次测量求平均值
改进:选择半径相同的小球
某同学在做“验证动量守恒定律”的实验中,实验室具备的实验器材有:斜槽轨道,两个大小相等、质量不同的小钢球A、B,刻度尺,白纸,圆规,小铅锤。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点平均位置如图甲所示。
(1)对于实验中注意事项、测量器材和需测量的物理量,下列说法中正确的是__________。A.实验前轨道的调节应注意使槽末端的切线水平B.实验中要保证每次A球从同一高度处由静止释放C.实验中还缺少的测量器材有复写纸和秒表D.实验中需测量的物理量只有线段OP、OM和ON的长度
m1·OP=m1·OM+m2·ON
某实验小组用如图甲所示的气垫导轨验证动量守恒定律。主要实验步骤如下:①用游标卡尺测量遮光条的宽度d,并将遮光条安装在滑块A上,用天平测出滑块A和遮光条的总质量mA;②在滑块B的左端面粘上橡皮泥,用天平测出滑块B和橡皮泥的总质量mB;③断开气源电源,调节螺旋C的高度,平衡摩擦力,将滑块A、B静置于导轨上图甲所示的位置;
④接通光电门,使光电计时器系统正常工作;⑤给滑块A一个向右的初速度,滑块A通过光电门M后与滑块B碰撞,碰后两者粘在一起,通过光电门N,记下遮光条经过光电门M、N的遮光时间t1和t2;⑥取下滑块A、B,断开气源电源,关闭光电计时器,整理器材。
(1)上述实验步骤中错误的是__________(填步骤前的序号),该步骤应改正 为 ;(2)游标卡尺测量的遮光条宽度d如图乙所示,则d=__________mm;(3)正确进行实验操作,若测量结果满足关系式:____________________(用题中所给物理量的字母表示),则两个滑块的总动量守恒;(4)若两个滑块碰撞后的总动量略小于碰撞前的总动量,其可能的原因是_______________________________________________。
接通气源电源,调节螺旋C的高度,调节气垫导轨平衡,调节气垫导轨平衡后,将滑块A、B静置于导轨上图甲所示的位置。
气垫导轨不平衡,右端高左端低
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