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选择性必修第一册 动量和动量守恒定律 6.3实验验证动量守恒定律 学案35 姓名_______班级_______学号_______ 【复习目标】 1.能说出验证动量守恒定律的实验原理。 2.能说出课本原型实验的实验器材，实验步骤，数据处理，注意事项，误差分析。 3.能根据实验目的和原理进实验创新 【复习重点】 1.课本原型实验的实验器材，实验步骤，数据处理，注意事项，误差分析。 2.根据实验目的进行创新实验。 【复习难点】 1.课本原型实验的实验器材，实验步骤，数据处理，注意事项，误差分析。 2.根据实验目的进行创新实验。 易错易混点： 表达出碰撞前后的动量，选择恰当的方式表达速度； 注意一定要让确保碰撞的物体一定发生正碰； 入射小球的质量应大于被碰小球的质量； 【知识点归纳】 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验。 (1)测质量：用天平测出滑块质量。 (2)安装：正确安装好气垫导轨。 (3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量；变滑块的初速度大小和方向)。 (4)验证：一维碰撞中的动量守恒。 方案二：利用等长悬线悬挂等大的小球完成一维碰撞实验。 (1)测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。 (2)安装：把两个等大的小球用等长悬线悬挂起来。 (3)实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们。 (4)测速度：通过测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。 (5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验。 (6)验证：一维碰撞中的动量守恒。 方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验。 (1)测质量：用天平测出两小车的质量。 (2)安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。 (3)实验：接通电源，让小车A运动，小车B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动。 (4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间，由v＝算出速度。 (5)改变条件：改变碰撞条件、重复实验。 (6)验证：一维碰撞中的动量守恒。 方案四：利用等大的小球做平抛运动完成一维碰撞实验。 (1)先用天平测出小球质量m1、m2。 (2)按图所示那样安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端切线水平，调节实验装置使两小球碰撞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。 (4)在白纸上记下重垂线所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。 (5)先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度处滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球发生碰撞前的落地。 (6)把被碰小球放在斜槽末端上，让入射小球从同一高度滚下，使它发生正碰，重复10次，仿步骤(5)求出入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N。 (7)过O和N在纸上作出一直线。 (8)用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度。把两小球的质量和相应的数值代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看是否成立。 (9)整理实验器材放回原处。 (判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．在上面的方案一中气垫导轨必须调整成水平状态。( ) 2．在上面的方案二中两小球相撞时球心应位于同一高度。( ) 3．在上面的方案四中入射小球质量应小于被撞小球质量。( ) 4．在上面的方案四中需测出桌面到水平地面的高度。( ) 考点一、实验原理和数据处理 学法指导：1．在各个方案中都要求碰撞的两物体保持“水平”和“”。 2．在方案四中入射小球的质量要大于被碰小球的质量，防止碰后入射小球反弹。 【典例1】某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。他设计的装置如图甲所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。 (1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)。A为运动的起点，则应选________段来计算A碰前的速度。应选________段来计算A和B碰后的共同速度。(均填“AB”“BC”“CD”或“DE”) (2)已测得小车A的质量m1＝0.4 kg，小车B的质量为m2＝0.2 kg，则碰前两小车的总动量为_______ kg·m/s，碰后两小车的总动量为______ kg·m/s。 【训练检测】 1.如图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边缘有一竖直立柱。实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2右端接触且两球等高。将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上。释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点。测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒。现已测出A点离水平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边缘间的水平距离为c。 (1)还需要测量的量是___________________________、___________ 和__________________________。 (2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为 ________________________________________。(忽略小球的大小) 2.某同学用如图所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们连接平滑，O点为重垂线所指的位置。实验时先不放置被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置G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10次，然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G由静止滚下，和球2碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次。实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N、P。 (1)(多选)在该实验中，应选用的器材是下列器材中的______。(填选项字母) A．天平 B．游标卡尺 C．刻度尺 D．大小相同的钢球两个 E．大小相同的钢球和硬橡胶球各一个 (2)在此实验中，球1的质量为m1，球2的质量为m2，需满足m1________(填“大于”“小于”或“等于”)m2。 (3)被碰球2飞行的水平距离由图中线段________。 (4)若实验结果满足m1ON＝________________，就可以验证碰撞过程中动量守恒。 【预习指导与要求】 验证动量守恒定律的原理，器材和步骤？ 2.完成典例1

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