高考物理總復習 第12章 動量守恒定律 波粒二象性 原子結構與原子核 實驗十九 探究碰撞中的不變量（選考）課件1

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1、實驗十九探究碰撞中的不變量(選考)考綱解讀(1)嘗試設計實驗方案，知道實驗需要測量的物理量和所需器材。(2)根據(jù)不同的實驗方案設計實驗記錄表，收集并正確記錄數(shù)據(jù)。(3)分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結論。 實驗原理在一維碰撞中，測出物體的質量m和碰撞前后物體的速度v、v，找出碰撞前的動量pm 1v1m 2v2及碰撞后的動量pm 1v1m 2v2，看碰撞前后動量是否守恒。實驗器材方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等。方案二：帶細線的擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布等。方案三：光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車(兩個)、天平

2、、撞針、橡皮泥。 方案四：斜槽、小球(兩個)、天平、復寫紙、白紙等。 實驗步驟 方案一：利用氣墊導軌完成一維碰撞實驗(如圖所示) 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(改變滑塊的質量。改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小球完成一維碰撞實驗(如圖所示)1.測質量：用天平測出兩小球的質量m 1、m 2。2.安裝：把兩個等大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，放下后它們相碰。4.測速度：可以測量小球被拉起的角度，從

3、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(如圖所示)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。 2.驗證的表達式方案一、二、三：m 1v1m 2v2m 1v1m 2v2。 注 意 事 項1.前提條件碰撞的兩物體應保證“水平”和“正碰”。2.方案提醒(1)若利用氣墊導軌進行實驗，調整氣墊導軌時，注意利用水平儀確保導軌水平。(2)

4、若利用擺球進行實驗，兩小球靜止時球心應在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應在同 一豎直面內。 (3)若利用長木板進行實驗，可在長木板下墊一小木片用以平衡摩擦力。(4)若利用斜槽小球碰撞應注意：斜槽末端的切線必須水平；入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放；選質量較大的小球作為入射小球；實驗過程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變。3.探究結論尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變。 1.在用氣墊導軌進行實驗時，不需要測量的物理量是()A.滑塊的質量 B.擋光的時間C.擋光片的寬度 D.光電門的高度解析從實驗原理出發(fā)進行分析，A、B、C三個選項都是必須要

5、測量的物理量。答案D考點一實驗原理及實驗操作 2.(多選)在利用打點計時器探究碰撞中的不變量的實驗中，下列操作正確的是()A.相互作用在兩車上，一個裝上撞針，一個裝上橡皮泥，是為了改變兩車的質量B.相互作用的兩車上，一個裝上撞針，一個裝上橡皮泥，是為了使兩車碰撞后粘在一起C.先接通打點計時器的電源，再釋放拖動紙帶的小車D.先釋放拖動紙帶的小車，再接通打點計時器的電源 解析改變小車的質量可以加砝碼，裝上撞針和橡皮泥，這樣做是為了使兩車碰撞后粘在一起，有共同的速度，選項A錯誤，B正確；打點計時器的使用原則是先接通電源，再釋放紙帶，選項C正確，D錯誤。答案BC 3.用如圖所示的裝置也可以完成“探究碰

6、撞中的不變量”實驗。(1)若實驗中選取的A、B兩球半徑相同，為了使A、B發(fā)生一維碰撞，應使兩球懸線長度，懸點O 1、O2之間的距離等于。(2)若A、B兩球的半徑不相同，利用本裝置能否完成實驗？如果你認為能完成，請說明如何調節(jié)？ 解析(1)為了保證一維碰撞，碰撞點應與兩球同在一條水平線上，故兩球懸線長度相等，O1、O2之間距離等于球的直徑。(2)如果兩球的半徑不相等，也可完成實驗。調整裝置時，應使O1、O2之間距離等于兩球的半徑之和，兩球靜止時，球心在同一水平高度上。答案(1)相等球的直徑(2)見解析 考點二數(shù)據(jù)處理及誤差分析1.(多選)在利用氣墊導軌探究碰撞中的不變量實驗中，可導致實驗誤差的因

7、素是()A.導軌安放不水平 B.小車上擋光板傾斜C.兩小車質量不相等 D.兩小車碰后連在一起解析選項A中，導軌不水平，小車速度將受重力分力的影響，從而導致實驗誤差；選項B中，擋光板傾斜會導致?lián)豕獍鍖挾炔坏扔趽豕怆A段小車通過的位移，使計算速度出現(xiàn)誤差，而C、D中對探究不會造成誤差。 答案AB 2.(2015吉林松原高三檢測)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(xù)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 H z，長木板下墊著

8、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(shù)點間距(標在圖上)，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(選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。(2)已測得小車A的質量m A0.4 kg，小車B的質量為m B0.2 kg。由以上測量結果可得：碰前m AvA_kgm/s；碰后(m Am B)v共_kgm/s。由此得出的結論是_。(本題計算結果均保留三位有效數(shù)字)解析(1)小車碰前做勻速直線運動，打出紙帶上的點應該是間距均勻的，故計算小車 碰前的速度應選BC段。CD段上所打的點由稀變密，可見在CD段A、B兩小車相互碰撞。A、B碰撞后一起做勻速直線運動，所以打出的點又是間距均勻的，故應選DE段計算碰后的速度。 答案(1)BCDE(2)0.4200.417結論見解析