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课件网) 斜槽轨道、半径相等的钢球和玻璃球、白纸、复写纸、小铅锤、天平(附砝码)、毫米 刻度尺、圆规。 第3节 科学验证:动量守恒定律 知识 清单破 知识点 1 实验器材 知识点 2 实验原理与设计 1.实验原理 质量分别为m1和m2的两个小球A、B发生正碰,若碰前A球的速度为v1,球B静止,碰后的速 度分别为v1'和v2',根据动量守恒应有m1v1=m1v1'+m2v2'。 2.实验设计 可采用“探究平抛运动的特点”实验中测量平抛初速度的方法,设计实验装置如图所 示。让球A从同一位置C由静止释放,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。只要验证m1lOP=m1lOM+m2lON,即可验证动量守恒定律。 1.用天平测出两个小球的质量。 2.将斜槽固定在桌边并使其末端水平。在地板上铺白纸和复写纸,通过小铅锤将斜槽末端在 纸上的投影记为点O。 3.首先让球A从斜槽C点由静止释放,落在复写纸上,如此重复多次。 4.再将球B放在槽口末端,让球A从C点由静止释放,撞击球B,两球落在复写纸上,如此重复多次。 5.取下白纸,用圆规找出落点的平均位置点P、点M和点N,用毫米刻度尺测出lOP、lOM和lON。 6.改变C点位置,重复上述实验步骤。 知识点 3 实验步骤 1.斜槽末端的切线必须水平使小球做平抛运动。 ( ) 2.探究动量守恒定律的实验中,入射小球可以从斜槽轨道任一位置释放。 ( ) 3.找小球的落点时,可在很多落点中任选一个点。 ( ) 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。 入射小球必须从斜槽轨道同一位置由静止释放,保证每次碰撞前速度相同。 √ 找小球的落点时,要利用圆规找出平均落点。 提示 提示 如图甲所示,让一个小球从斜槽上滚下来,与放在斜槽末端的另一小球发生碰撞,之后两 小球都做平抛运动。 疑难 情境破 疑难 实验原理与操作 情境探究 问题1 实验中如何保证两小球都做平抛运动 提示 调整斜槽末端水平,并选半径相同的两小球,使其发生正碰,这样两小球从斜槽末端飞 出时只具有水平方向的初速度,能保证两小球都做平抛运动。 问题2 实验过程中对两小球的选取及放置位置有什么要求 提示 质量较大的小球作为入射小球,质量较小的小球作为被碰小球;每次实验中被碰小球 放在斜槽末端,入射小球要从斜槽同一位置由静止释放。 问题3 为什么实验中通过测位移的方式就能验证动量守恒定律 提示 由于两小球下落的高度相同,所以它们的飞行时间相等。如果用小球的飞行时间作时 间单位,那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此,只需测出两小球的 质量m1、m2和不放被碰小球时入射小球做平抛运动的水平距离s1,以及碰撞后入射小球与被 碰小球做平抛运动的水平距离s1’和s2’。若在实验误差允许的范围内m1s1与m1s1’+m2s2’相等,就验证了动量守恒定律。 讲解分析 1.实验的注意事项 (1)斜槽末端的切线必须水平,判断是否水平的方法是将小球放在斜槽轨道平直部分任一位 置,若小球均能保持静止,则表明斜槽末端已水平。 (2)入射小球每次都必须从斜槽轨道同一位置由静止释放,可在斜槽适当高度处固定一挡板, 使小球靠着挡板,然后释放小球。 (3)入射小球的质量应大于被碰小球的质量。 (4)实验过程中确保实验桌、斜槽、白纸的位置始终保持不变。 (5)在计算时一定要注意m1、m2与OP、OM和ON的对应关系。 (6)应尽可能在斜槽较高的地方由静止释放入射小球。 2.实验数据处理 (1)利用平抛运动的规律计算速度。测出碰撞前后小球落点到O点的距离lOP、lOM、lON,小球在 空中运动的时间均相同,设为Δt,可得小球平抛运动的初速度为v= ,即可间接得出两小球碰 撞前后的速度。 (2)因为v∝l,所以可以用水平位移来代替速度,将验证m1v1=m1v1'+m2v2'变为验证m1·l ... ...
