高考物理 核心要点突破系列 第8章第六节《实验：验证动量守恒定律》课件 新人教选修35.ppt

《高考物理 核心要点突破系列 第8章第六节《实验：验证动量守恒定律》课件 新人教选修35.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理 核心要点突破系列 第8章第六节《实验：验证动量守恒定律》课件 新人教选修35.ppt（32页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第六节实验：验证动量守恒定律第六节实验：验证动量守恒定律2021/8/11 星期三1目标概览目标概览学习目标：学习目标：1.明确实验目的，理解实验原理明确实验目的，理解实验原理2掌握实验仪器的操作和使用掌握实验仪器的操作和使用3学习对物理量进行测量变换的等效思维方法学习对物理量进行测量变换的等效思维方法重点难点：重点难点：1.重点：实验操作步骤的正常掌握重点：实验操作步骤的正常掌握2难点：实验原理的理解难点：实验原理的理解学法指导：学法指导：1.明确实验原理是进行实验操作的前明确实验原理是进行实验操作的前提提2弄清实验中的注意事项可减小操作中的实验误弄清实验中的注意事项可减小操作中的实验误差差

2、2021/8/11 星期三2 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测基础知识梳理基础知识梳理第第六六节节实实验验：验验证证动动量量守守恒恒定定律律2021/8/11 星期三3一、实验目的一、实验目的验证碰撞中的动量守恒验证碰撞中的动量守恒二、实验原理二、实验原理1质量为质量为m1和和m2的两个小球发生正碰，若碰前的两个小球发生正碰，若碰前m1运动，运动，m2静止，根据动量守恒定律应有：静止，根据动量守恒定律应有：m1v1m1v1m2v2基础知识梳理基础知识梳理2021/8/11 星期三42021/8/11 星期三5图图8612021/8/11 星期三62021

3、/8/11 星期三7四、实验步骤四、实验步骤1先用天平测出小球质量先用天平测出小球质量m1、m2.2按图按图862那样安装好实验装置，将斜槽那样安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，把被碰固定在桌边，使槽的末端点切线水平，把被碰小球放在斜槽前端边缘处，调节实验装置使两小球放在斜槽前端边缘处，调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度，且碰撞瞬间，入小球碰时处于同一水平高度，且碰撞瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行，以确保正碰后的速度方向水平行，以确保正碰后的速度方向水平3在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸在地上铺一张白纸

4、，在白纸上铺放复写纸2021/8/11 星期三8图图8622021/8/11 星期三9图图8634在在白白纸纸上上记记下下重重垂垂线线所所指指的的位位置置O，它它表表示示入射球入射球m1碰前的位置，如图碰前的位置，如图863所示所示2021/8/11 星期三105先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处滚下，重复度处滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点时的落地点P.6把被碰小球放在小支柱上，让入射小球从同把被碰小球放在小支柱上，让入

5、射小球从同一高度滚下，使它发生正碰，重复一高度滚下，使它发生正碰，重复10次，仿步骤次，仿步骤(5)求出入射小球落地点的平均位置求出入射小球落地点的平均位置M和被碰小和被碰小球落地点的平均位置球落地点的平均位置N.2021/8/11 星期三112021/8/11 星期三12核心要点突破核心要点突破一、注意事项一、注意事项1斜槽末端的切线必须水平斜槽末端的切线必须水平2入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放放3入射小球质量应大于被碰小球的质量入射小球质量应大于被碰小球的质量4实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位

6、置要始终保持不变要始终保持不变5小球落地的地面应平坦、坚硬，使着地点清晰小球落地的地面应平坦、坚硬，使着地点清晰2021/8/11 星期三136落点位置确定：围绕落点位置确定：围绕10次落点画一个最小的次落点画一个最小的圆把有效落点围在里面，圆心即所求圆把有效落点围在里面，圆心即所求二、斜槽末端切线为什么必须保持水平，其水平二、斜槽末端切线为什么必须保持水平，其水平的标志是什么？的标志是什么？因本实验中是用小球运动的水平位移代替其碰撞因本实验中是用小球运动的水平位移代替其碰撞前或后的速度值的，这只有在每个小球在空中运前或后的速度值的，这只有在每个小球在空中运动时间完全相等的情况下才适用的，这只

7、有在每动时间完全相等的情况下才适用的，这只有在每个小球离开斜槽后都从同高度平抛才能实现，故个小球离开斜槽后都从同高度平抛才能实现，故斜槽末端必须调成水平斜槽末端必须调成水平2021/8/11 星期三14斜槽末端是否水平，可用如下简便的方法进行检斜槽末端是否水平，可用如下简便的方法进行检验：在斜槽末端随意放一小球，若小球能静止不验：在斜槽末端随意放一小球，若小球能静止不动，则说明斜槽末端已呈水平状态，若小球发生动，则说明斜槽末端已呈水平状态，若小球发生滚动，则说明斜槽末端未调水平滚动，则说明斜槽末端未调水平三、为什么必须用质量大的小球作入射小球？三、为什么必须用质量大的小球作入射小球？由小球碰撞

8、中动量、机械能都守恒可推知，只有由小球碰撞中动量、机械能都守恒可推知，只有质量大的小球碰撞质量小的静止小球，碰后它们质量大的小球碰撞质量小的静止小球，碰后它们的速度方向都沿碰前入射小球速度方向，其平抛的速度方向都沿碰前入射小球速度方向，其平抛水平位移的大小才能代替其平抛初速度大小；若水平位移的大小才能代替其平抛初速度大小；若入射小球质量小于被碰小球质量，则碰后入射小入射小球质量小于被碰小球质量，则碰后入射小球速度反向，无法用该装置确定其反向速度，因球速度反向，无法用该装置确定其反向速度，因此无法完成本实验此无法完成本实验2021/8/11 星期三15四、误差分析四、误差分析1小球落点位置确定不

9、准确小球落点位置确定不准确2小球的碰撞不是对心正碰小球的碰撞不是对心正碰3释放小球的高度太低，两球碰撞时内力不够释放小球的高度太低，两球碰撞时内力不够大大4每次释放小球的高度不同每次释放小球的高度不同5测量长度时造成的误差测量长度时造成的误差2021/8/11 星期三16课堂互动讲练课堂互动讲练基本操作及物理量的测量基本操作及物理量的测量 某同学用图某同学用图864所示装置通过半径相同所示装置通过半径相同的的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律图中两球的碰撞来验证动量守恒定律图中PQ是斜槽，是斜槽，QR为水平槽实验时先使为水平槽实验时先使A球从斜槽球从斜槽上某一固定位置上某一固定位置G由静止开始

10、滚下，落到位于水由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作10次，得到次，得到10个落点痕迹再把个落点痕迹再把B球放在水平槽上球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让靠近槽末端的地方，让A球仍从位置球仍从位置G由静止由静止例例例例1 12021/8/11 星期三17开开始始滚滚下下，和和B球球碰碰撞撞后后，A、B球球分分别别在在记记录录纸纸上上留留下下各各自自的的落落点点痕痕迹迹重重复复这这种种操操作作10次次图图中中O点点是是水水平平槽槽末末端端R在在记记录录纸纸上上的的垂垂直直投投影影点点，B球球落落点点痕痕迹迹如如图图865所所示示，

11、其其中中米米尺尺水水平平放放置置，且且平平行行于于G、R、O所所在在的平面，米尺的零点与的平面，米尺的零点与O点对齐点对齐2021/8/11 星期三18图图864图图8652021/8/11 星期三19(1)碰撞后碰撞后B球的水平射程应取为球的水平射程应取为_ cm.(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行测在以下选项中，哪些是本次实验必须进行测量的？量的？答：答：_(填选项号填选项号)A水平槽上未放水平槽上未放B球时，测量球时，测量A球落点位置到球落点位置到O点的距离点的距离BA球与球与B球碰撞后，测量球碰撞后，测量A球落点位置到球落点位置到O点点的距离的距离C测量测量A球或球或B球的直径

12、球的直径D测量测量A球和球和B球的质量球的质量(或两球质量之比或两球质量之比)E测量测量G点相对于水平槽面的高度点相对于水平槽面的高度2021/8/11 星期三20【解解析析】(1)图图865中中画画出出了了B球球的的10个个落落点点位位置置，实实验验中中应应取取平平均均位位置置，方方法法是是：用用最最小小的的圆圆将将所所有有点点圈圈在在里里面面，圆圆心心位位置置即即为为落落点点平平均均位位置置，找找准准平平均均位位置置，读读数数时时应应在在刻刻度度尺尺的的最最小小刻刻度度后后面面再再估估读读一一位位答答案案为为64.7 cm(从从64.2 cm到到65.2 cm的范的范围围内都正确内都正确)

13、2021/8/11 星期三21(2)被碰小球被碰小球B和入射小球和入射小球A都从都从O点开始做平抛点开始做平抛运运动动，且两球平抛，且两球平抛时间时间相同，以平抛相同，以平抛时间为时时间为时间单间单位，位，则则平抛的水平距离在数平抛的水平距离在数值值上等于平抛上等于平抛初速度初速度设设A未碰未碰B时时，平抛水平位移，平抛水平位移为为sA；A、B相碰后，相碰后，A、B两球的水平位移分两球的水平位移分别为别为sA、sB，A、B质质量分量分别为别为mA、mB，则则碰前碰前A的的动动量可量可写成写成mAsA，碰后，碰后A、B总动总动量量为为mAsAmBsB，要要验证动验证动量是否守恒，量是否守恒，即验

14、证以上两动量是否即验证以上两动量是否相等所以该实验应测量的物理量有：相等所以该实验应测量的物理量有：mA、mB、sA、sA、sB.【答案】答案】(1)64.7(2)ABD2021/8/11 星期三22【思思维维升升华华】在在验验证证动动量量守守恒恒定定律律的的实实验验中中，巧巧妙妙地地运运用用了了等等效效代代换换法法，即即由由平平抛抛运运动动中中物物体体下下落落高高度度相相同同时时，运运动动的的时时间间相相同同，因因此此可可用用水水平平分分位位移移来来替替代代平平抛抛运运动动的的初初速速度度将将平平抛抛运运动动结结合合于于本本实实验验中中，极极为为方方便便地地代代换换出出小小球碰撞前后的速度大

15、小球碰撞前后的速度大小2021/8/11 星期三23例例例例2 2实验目的、原理的创新应用实验目的、原理的创新应用2021/8/11 星期三24恒定律恒定律”的实验装置的实验装置(如图如图866所示所示)验证弹验证弹性碰撞的恢复系数是否为性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相，实验中使用半径相等的钢质小球等的钢质小球1和和2(它们之间的碰撞可近似视为它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞弹性碰撞)，且小球，且小球1的质量大于小球的质量大于小球2的质量的质量实验步骤如下：实验步骤如下：图图8662021/8/11 星期三25安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重安装好实验装置，做好测量前的准备

16、，并记下重垂线所指的位置垂线所指的位置O.第一步，不放小球第一步，不放小球2，让小球，让小球1从斜槽上从斜槽上A点由静点由静止滚下，并落在地面上重复多次，用尽可能小止滚下，并落在地面上重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置球落点的平均位置第二步，把小球第二步，把小球2放在斜槽前端边缘处的放在斜槽前端边缘处的C点，让点，让小球小球1从从A点由静止滚下，使它们碰撞重复多次，点由静止滚下，使它们碰撞重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置球落点的平均

17、位置第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离置离O点的距离，即线段点的距离，即线段OM、OP、ON的长度的长度2021/8/11 星期三26在上述实验中，在上述实验中，(1)P点是点是_的平均位置；的平均位置；M点是点是_的平均位置；的平均位置；N点是点是_的平均位置的平均位置(2)请写出本实验的原理请写出本实验的原理_；写出用测量的量表；写出用测量的量表示的恢复系数的表达式示的恢复系数的表达式_(3)三个落地点距三个落地点距O点的距离点的距离OM、OP、ON与实验与实验所用的小球质量是否有关？所用的小球质量是否有关？_.2021/8/11 星期

18、三27【解解析析】本本题题在在考考查查碰碰撞撞中中动动量量守守恒恒的的基基础础上上，以以信信息息给给予予的的方方式式推推出出恢恢复复系系数数的的表表达达式式原原理理，要要求求学学生生在在掌掌握握基基本本原原理理的的前前提提下下，拓拓展性的独立完成展性的独立完成实验实验(1)P点点是是实实验验的的第第一一步步中中小小球球1落落点点的的平平均均位位置置，M点点是是实实验验的的第第二二步步中中小小球球1与与小小球球2碰碰后后小小球球1落落点点的的平平均均位位置置，N点点是是碰碰撞撞后后小小球球2落落点的平均位置点的平均位置(2)原原理理：小小球球从从槽槽口口B飞飞出出后后均均做做平平抛抛运运动动，飞飞行行时时间间相相同同，则则可可用用水水平平抛抛出出距距离离代代替替水水平平速度速度2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三292021/8/11 星期三30【思思维维升升华华】实实现现实实验验目目的的可可以以有有不不同同的的实实验验设设计计方方案案，不不同同的的设设计计方方案案对对应应的的实实验验原原理理不不同同本本题题要要求求在在掌掌握握基基本本原原理理的的前前提提下下，结结合合信信息息给给予予的的方方式式，推推出出恢恢复复系系数数的的表表达达式式原原理，理，进进行行创创新新实验实验2021/8/11 星期三312021/8/11 星期三32