实验七　验证动量守恒定律.ppt

题组训练1.(2019·山东日照联考)王川同学利用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒.竖直平面内的一段圆弧轨道下端与水平桌面相切,先将小滑块A从圆弧轨道上某一点无初速度释放,测出小滑块在水平桌面上滑行的距离x1[如图(甲)];然后将左侧贴有双面胶的小滑块B放在圆弧轨道的最低点,再将小滑块A从圆弧轨道上某一点无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,测出整体沿桌面滑动的距离x2.已知滑块A和B的材料相同.(1)下列选项中,属于本实验要求的是(填相应选项前的字母).?A.实验中所用圆弧轨道必须是光滑的B.实验必须保证A的质量不大于B的质量C.实验中滑块A的释放点离水平桌面要高一些D.两次必须从圆弧轨道上同一点无初速度释放滑块A解析:(1)因为碰撞瞬间内力远大于外力,两者在碰撞前后动量守恒,测出运动距离,根据动能定理求解碰撞前后的速度,所以无需圆弧轨道必须是光滑的,A错误;由于碰后A,B结合成一个整体,不必考虑两者质量关系,B错误;为了保证两者碰撞后运动的距离不过小,便于测量,应使得A碰撞时的速度大一些,即实验中滑块A的释放点离水平桌面要高一些,C正确;两次释放,为了要保证碰撞前的速度相同,两次必须从圆弧轨道上同一点无初速度释放滑块A,D正确.答案:(1)CD(2)若滑块A,B的质量分别为m1,m2,与水平桌面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.则A,B碰撞前的动量p1=,碰撞后的动量p2=(用字母m1,m2,μ,g,x1,x2表示).只要p1=p2,则验证了A和B碰撞过程中动量守恒.?(3)本实验(选填“需要”或“不需要”)测出滑块与水平桌面间的动摩擦因数.?答案:(3)不需要2.某实验小组利用如图所示的装置进行实验,钩码A和B(均可视为质点)分别系在一条跨过轻质定滑轮的软绳两端,在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C(可视为质点),在距地面为h处有一宽度略大于B的狭缝,钩码B能通过狭缝,在狭缝上放有一个外径略大于缝宽的环形金属块D(可视为质点),B与D碰撞后粘在一起,忽略一切摩擦.开始时B距离狭缝的高度为h1,放手后,A,B,C从静止开始运动,A,B,C,D的质量均相等.B,D碰撞过程时间很短,忽略不计.(1)利用计时仪器测得钩码B通过狭缝后上升h2用时t1,则钩码B碰撞后瞬间的速度为(用题中字母表示);?(2)通过此装置验证机械能守恒定律,当地重力加速度为g,若碰撞前系统的机械能守恒,则需满足的等式为(用题中字母表示).[创新分析]点击进入综合检测︱高中总复习︱一轮·物理︱高中总复习︱一轮·物理实验七验证动量守恒定律实验解读·核心突破分类研析·拓展提升实验解读·核心突破●注意事项1.碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”.2.利用“气垫导轨”完成实验,调整气垫导轨时,注意利用水平仪确保导轨水平.3.完成该实验的方案有若干,可验证一维的弹性碰撞、非弹性碰撞(完全非弹性碰撞),其原理均为测出物体作用前、后的动量,可探究各类碰撞的特点.●误差分析1.系统误差:主要来源于装置本身是否符合要求,即(1)碰撞是否为一维碰撞.(2)实验是否满足动量守恒的条件,如气垫导轨是否水平.2.偶然误差:主要来源于质量m和速度v的测量.3.改进措施(1)设计方案时应保证碰撞为一维碰撞,且尽量满足动量守恒的条件.(2)采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差.常规实验类型一分类研析·拓展提升[例1]某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验,气垫导轨装置如图1所示,(1)下面是实验的主要步骤:①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;②向气垫导轨通入压缩空气;③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;④滑块1(装有撞针)挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;⑤把滑块2(装有橡皮泥)放在气垫导轨的中间;⑥先,然后,让滑块带动纸带一起运动;?⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带如图2所示;⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g.试完善实验步骤⑥的内容.解析:(1)⑥应先接通打点计时器电源,然后再放开滑块,让滑块带动纸带一起运动.答案:(1)接通电源放开滑块(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点,计算可知,两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为kg·m/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为kg·m/s(保留三位有效数字)