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選擇性必修第一冊 動量和動量守恒定律 6.3實驗驗證動量守恒定律 學案35 姓名_______班級_______學號_______ 【復習目標】 1.能說出驗證動量守恒定律的實驗原理。 2.能說出課本原型實驗的實驗器材，實驗步驟，數據處理，注意事項，誤差分析。 3.能根據實驗目的和原理進實驗創新 【復習重點】 1.課本原型實驗的實驗器材，實驗步驟，數據處理，注意事項，誤差分析。 2.根據實驗目的進行創新實驗。 【復習難點】 1.課本原型實驗的實驗器材，實驗步驟，數據處理，注意事項，誤差分析。 2.根據實驗目的進行創新實驗。 易錯易混點： 表達出碰撞前后的動量，選擇恰當的方式表達速度； 注意一定要讓確保碰撞的物體一定發生正碰； 入射小球的質量應大于被碰小球的質量； 【知識點歸納】 方案一：利用氣墊導軌完成一維碰撞實驗。 (1)測質量：用天平測出滑塊質量。 (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(①改變滑塊的質量；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的小球完成一維碰撞實驗。 (1)測質量：用天平測出兩小球的質量m1、m2。 (2)安裝：把兩個等大的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。 (4)測速度：通過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：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實驗。 (1)測質量：用天平測出兩小車的質量。 (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。 (4)測速度：通過紙帶上兩計數點間的距離及時間，由v＝算出速度。 (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。 方案四：利用等大的小球做平拋運動完成一維碰撞實驗。 (1)先用天平測出小球質量m1、m2。 (2)按圖所示那樣安裝好實驗裝置，將斜槽固定在桌邊，使槽的末端切線水平，調節實驗裝置使兩小球碰撞時處于同一水平高度，且碰撞瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行，以確保正碰后的速度方向水平。 (3)在地上鋪一張白紙，在白紙上鋪放復寫紙。 (4)在白紙上記下重垂線所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。 (5)先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度處滾下，重復10次，用圓規畫盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心就是入射球發生碰撞前的落地。 (6)把被碰小球放在斜槽末端上，讓入射小球從同一高度滾下，使它發生正碰，重復10次，仿步驟(5)求出入射小球落地點的平均位置M和被碰小球落地點的平均位置N。 (7)過O和N在紙上作出一直線。 (8)用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長度。把兩小球的質量和相應的數值代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看是否成立。 (9)整理實驗器材放回原處。 (判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。) 1．在上面的方案一中氣墊導軌必須調整成水平狀態。( ) 2．在上面的方案二中兩小球相撞時球心應位于同一高度。( ) 3．在上面的方案四中入射小球質量應小于被撞小球質量。( ) 4．在上面的方案四中需測出桌面到水平地面的高度。( ) 考點一、實驗原理和數據處理 學法指導：1．在各個方案中都要求碰撞的兩物體保持“水平”和“”。 2．在方案四中入射小球的質量要大于被碰小球的質量，防止碰后入射小球反彈。 【典例1】某同學設計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續做勻速直線運動。他設計的裝置如圖甲所示。在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50 Hz，長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力。 (1)若已測得打點紙帶如圖乙所示，并測得各計數點間距(已標在圖上)。A為運動的起點，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。(均填“AB”“BC”“CD”或“DE”) (2)已測得小車A的質量m1＝0.4 kg，小車B的質量為m2＝0.2 kg，則碰前兩小車的總動量為_______ kg·m/s，碰后兩小車的總動量為______ kg·m/s。 【訓練檢測】 1.如圖是用來驗證動量守恒的實驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子的邊緣有一豎直立柱。實驗時，調節懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高。將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上。釋放球1，當它擺到懸點正下方時與球2發生對心碰撞，碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點。測出有關數據即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒。現已測出A點離水平桌面的距離為a、B點離水平桌面的距離為b，C點與桌子邊緣間的水平距離為c。 (1)還需要測量的量是___________________________、___________ 和__________________________。 (2)根據測量的數據，該實驗中動量守恒的表達式為 ________________________________________。(忽略小球的大小) 2.某同學用如圖所示的裝置，利用兩個大小相同的小球做對心碰撞來驗證動量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC是水平槽，它們連接平滑，O點為重垂線所指的位置。實驗時先不放置被碰球2，讓球1從斜槽上的某一固定位置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10次，然后將球2置于水平槽末端，讓球1仍從位置G由靜止滾下，和球2碰撞，碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡，重復10次。實驗得到小球的落點的平均位置分別為M、N、P。 (1)(多選)在該實驗中，應選用的器材是下列器材中的______。(填選項字母) A．天平 B．游標卡尺 C．刻度尺 D．大小相同的鋼球兩個 E．大小相同的鋼球和硬橡膠球各一個 (2)在此實驗中，球1的質量為m1，球2的質量為m2，需滿足m1________(填“大于”“小于”或“等于”)m2。 (3)被碰球2飛行的水平距離由圖中線段________。 (4)若實驗結果滿足m1ON＝________________，就可以驗證碰撞過程中動量守恒。 【預習指導與要求】 驗證動量守恒定律的原理，器材和步驟？ 2.完成典例1

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