高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 （高頻考點+熱點導(dǎo)練+歷年高考題）第14章 第3節(jié) 實驗：驗證動量守恒定律課件 新人教版

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1、第第3節(jié)節(jié)實驗：驗證動量守恒定律實驗：驗證動量守恒定律考點考點1：實驗原理的考查：實驗原理的考查【例1】某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器做“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使之做勻速運動，然后與原來靜止的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動他設(shè)計的具體裝置如圖1331甲所示，在小車后連接著紙帶，電磁打點計時器使用的電源頻率為50Hz，長木板墊著小木片以平衡摩擦力圖1331 (1)若已得到打點紙帶如圖1331乙所示，并測得各計數(shù)點間距(標(biāo)在圖上)A為運動起點，則應(yīng)該選擇_段來計算A碰前的速度，應(yīng)選擇_段來計算A和B碰后的共同速度(以上空格選填“AB”“BC”“CD”“

2、DE”) (2)已測得小車A的質(zhì)量m1=0.40kg，小車B的質(zhì)量 m2= 0 . 2 0 k g ， 由 以 上 測 量 結(jié) 果 可 得 碰 前m1v0=_kgm/s；碰后(m1+m2)v共=_kgm/s(保留三位有效數(shù)字)由此得出結(jié)論_切入點：分析運動參量的變化，結(jié)合原理深入剖析【解析】(1)分析紙帶上的點跡可以看出，BC段既表示小車做勻速運動，又表示小車具有較大的速度，故BC段能準(zhǔn)確地描述小車A碰前的運動情況，應(yīng)當(dāng)選擇BC段計算小車A碰前的速度，而DE內(nèi)小車運動穩(wěn)定，故應(yīng)選擇DE段計算碰后A和B的共同速度 200210.50 10215 0.025m/s1.050m/s 0.40 1.0

3、50kg m/s0.420kg m/s6.95 10 15 0.025m/s0.695m/sABCAvfAm vDEABvf共小車 碰撞前的速度小車 在碰撞前：碰后 和 的共同速度答案：BCDE0.4200.417在誤差許可的范圍內(nèi)，碰撞中mv的矢量和是守恒的點評：本實驗的難點是速度的計算，計算時要注意單位和有效數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)驗證完畢要注意對數(shù)據(jù)評估分析，找到誤差形成的原因12 0.200.400.695kg m/s0.417kg m/s AB mmvmv共碰撞后 和 ：結(jié)論：在誤差許可的范圍內(nèi)，碰撞中的矢量和是守恒的考點考點2：實驗數(shù)據(jù)的處理：實驗數(shù)據(jù)的處理【例2】氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它

4、是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來探究碰撞中的不變量，實驗裝置如圖1332所示(彈簧的長度忽略不計)，采用的實驗步驟如下：圖1332 a用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB. b調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平 c在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導(dǎo)軌上 d用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1. e按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達(dá)C、D的運動時間t1和t2.(

5、1)實驗中還應(yīng)測量的物理量是_.( 2 ) 利 用 上 述 測 量 的 實 驗 數(shù) 據(jù) ， 得 出 關(guān) 系 式_成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和，上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是_.(3)利用上述實驗數(shù)據(jù)能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大??？如能，請寫出表達(dá)式切入點：結(jié)合實驗原理，分析記錄的數(shù)據(jù)【解析】(1)要測量B的速度必須要先測出B的位移和該位移所用時間，故還應(yīng)測量的物理量為B的右端至D板的距離L2. 121220.ABmvLLmmtt因為碰撞之前兩物體都靜止即總動量為零，所以要得出守恒的量是的矢量和，需得到關(guān)系式給驗證帶來誤差的原因有測量時間、距離

6、等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差 21p2122223121.2ABABLEmtLmt根據(jù)能量守恒定律， 、 兩物體運動的動能來源于靜止時候壓縮彈簧的彈性勢能，故根據(jù)動能的總和可求彈簧的彈性勢能，即答案：(1)B的右端至D板的距離L2(2)有測量時間、距離等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差(3)見解析考點考點3：實驗誤差的來源分析：實驗誤差的來源分析【例3】在“驗證動量守恒定律”實驗中，產(chǎn)生誤差的主要原因有()A碰撞前、后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的方向不是絕對沿水平方向B小球在空中飛行時受到空氣阻力C通過復(fù)寫紙描得的各點，不是理想的點，有一定的大小，從而帶來

7、作圖上的誤差D測量長度時有誤差【解析】若入射小球和被碰小球的運動方向不是絕對沿水平方向，就不能保證它們做平拋運動，給實驗帶來很大誤差小球在空中飛行時受空氣阻力大小與速度大小有關(guān)，速度越大阻力越大，因而落地點到拋出點的水平距離會有系統(tǒng)誤差落點的確定及長度的測量會存在偶然誤差答案：ABD點評：本實驗誤差的來源分析： 1.應(yīng)多次進行碰撞，兩球的落地點均要通過取平均位置來確定，以減小偶然誤差 2在實驗過程中，使斜槽末端切線水平和兩球發(fā)生正碰，否則兩小球在碰后難以做平拋運動 3適當(dāng)選擇擋球板的位置，使入射小球的釋放點稍高，以獲得較大的入射速度 4實驗過程中白紙位置發(fā)生移動，導(dǎo)致在白紙上的落點位置發(fā)生較大變化，也會給測量帶來誤差