高中物理驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)(高中物理驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn))
實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.能夠解釋探索碰撞不變量的基本思想。
2.了解如何測量在同一直線上移動(dòng)的兩個(gè)物體碰撞前后的速度。
3、具有處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn):碰撞中的不變量的探究學(xué)科網(wǎng)
難點(diǎn):實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理
導(dǎo)學(xué)案(自主、合作、點(diǎn)撥)
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康?strong>】驗(yàn)證兩小球碰撞前后總動(dòng)量守恒。
【實(shí)驗(yàn)原理】
一個(gè)質(zhì)量較大的小球從滑槽滾下,與放置在滑槽前面的小柱子上的另一個(gè)質(zhì)量較小的球相撞。球水平拋出后,兩個(gè)小球落到同一高度。所以他們的飛行時(shí)間是相等的。這樣,如果以球的飛行時(shí)間為時(shí)間單位,那么球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于其水平速度。因此,只要分別測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1和m2,就可以得到未釋放觸球時(shí)入射球在空中飛出的水平距離s1,以及入射球飛出的距離s1與觸碰的球碰撞后在空中。水平距離s1'和s2',如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)m1s1等于m1s1'+m2s2',則驗(yàn)證兩個(gè)小球碰撞前后總動(dòng)量守恒。
【實(shí)驗(yàn)器材】斜槽;重錘線;大小相等而質(zhì)量不等的小球兩個(gè);白紙;刻度尺;天平;游標(biāo)卡尺。
除了以上裝備之外,你還必須有。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
1、調(diào)整實(shí)際性能裝置,保證溜槽終點(diǎn)處的切線水平,使小柱與缺口之間的距離等于小球的直徑,且兩球處于同一位置。碰撞時(shí)高度相同,碰撞后速度方向在同一直線上。
2.將復(fù)寫紙放在地上,然后將白紙放在復(fù)寫紙上。一旦鋪設(shè)完畢,就無法移動(dòng)。
3.選擇入射球和擊球,使入射球的質(zhì)量大于擊球的質(zhì)量。
4、先不要將擊中的球放在滑道上,讓球從一定高度滾下,重復(fù)10次,用盡可能小的圓圈出所有球的落地點(diǎn),圓心P(如如圖所示)是用刻度尺測量球落地點(diǎn)的平均位置。
5.將夾住的球置于滑槽邊緣,讓入射的球從原來的高度滾落,使它們發(fā)生碰撞。重復(fù)10次。用上述方法求出入射球和擊球的平均落點(diǎn)位置M。對于平均著陸點(diǎn)位置N,用標(biāo)尺分別測量OM和ON的值。
6.數(shù)據(jù)處理。
【注意事項(xiàng)】
1、調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置,使固定在桌面上的滑槽端點(diǎn)切線水平,小柱與缺口之間的距離等于小球的直徑,兩球處于同一位置。碰撞時(shí)高度相同。速度方向在同一條直線上。
2.入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被擊球的質(zhì)量。
3、每次入射球從滑槽同一位置靜止?jié)L下時(shí),可在滑槽適當(dāng)高度處固定擋板,使球靠在擋板上,然后將球釋放。
4、白紙鋪好后不能移動(dòng)。
【自己設(shè)計(jì)表格或列表計(jì)算】
【問題與討論】
1.入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被擊球的質(zhì)量。為什么?
2.每個(gè)事件球必須從靜止位置滾落到槽口的同一位置。為什么?
3、調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),為什么固定在桌子邊緣的滑槽終點(diǎn)處的切線要水平?為什么柱子和缺口之間的距離要等于球的直徑,為什么兩個(gè)球碰撞時(shí)要處于相同的高度?
【隨堂檢測】
1.在“碰撞動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中,下列關(guān)于球落地點(diǎn)的說法正確的是()
A。如果球每次從同一點(diǎn)釋放且沒有初速度,則多次重復(fù)的著陸點(diǎn)必須重合。
B由于偶然因素,在反復(fù)操作過程中,球落點(diǎn)不重合屬正常現(xiàn)象,但落點(diǎn)應(yīng)比較密集。
C。測量P點(diǎn)位置時(shí),如果重復(fù)10次的著陸點(diǎn)分別為P1、P2、P3…P10,則OP應(yīng)取OP1、OP2、OP3…OP10的平均值,即:
D用半徑盡可能最小的圓將P1、P2、P3.P10圍起來。該圓的中心是入射球落地點(diǎn)的平均位置P。
2.在“碰撞動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)生誤差的主要原因是()
A。碰撞前的入射球的速度方向、碰撞后的入射球的速度方向、碰撞后的擊球的速度方向并不絕對在水平方向。
B球在空氣中飛行時(shí)會(huì)受到空氣阻力。
C。通過復(fù)寫紙描出的點(diǎn)不是理想點(diǎn),有一定的尺寸,會(huì)帶來繪圖時(shí)的誤差。
D測量長度有誤差。
3.學(xué)生利用如圖所示的裝置,通過兩個(gè)半徑相同的球A、B的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。圖中,PQ為傾斜槽,QR為水平槽。實(shí)驗(yàn)時(shí),球A首先從靜止的滑槽上的固定位置G滾下,落在水平地面的記錄紙上,留下痕跡。重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)滴痕。然后將球B放在靠近凹槽末端的水平凹槽上,讓球A在位置G處仍從靜止處滾下。與球B碰撞后,球A和B會(huì)在記錄紙上留下各自的著陸標(biāo)記。重復(fù)此操作10次。圖中的O點(diǎn)為水平凹槽端部R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)。球B的撞擊軌跡如圖所示。米尺水平放置,與G、R、O所在平面平行。米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊。
(1)碰撞后B球的水平范圍應(yīng)取__________cm。
(2)在下列選項(xiàng)中,本實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行哪些測量?答案:__________(填寫選項(xiàng)號(hào))。
A。當(dāng)B球沒有放在水平槽上時(shí),測量A球落地點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。
BA球與B球碰撞后,測量A球落地點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。
C。測量球A或球B的直徑
D測量球A和球B的質(zhì)量(或兩個(gè)球的質(zhì)量之比)
E、測量G點(diǎn)相對于水平槽面的高度
4、用細(xì)線連接兩個(gè)大小相同、質(zhì)量不同的金屬球,中間夾有壓縮輕彈簧,放在可以忽略摩擦力的水平桌面上,如圖所示。現(xiàn)在燃燒細(xì)線,觀察兩個(gè)球的運(yùn)動(dòng),并進(jìn)行必要的測量,以驗(yàn)證物體相互作用時(shí)動(dòng)量守恒。
(1)除木板、白紙、復(fù)寫紙、圖釘外,還需要的器材是____(填字母代號(hào));
A。平衡
B規(guī)模
C。鉛錘
D跑表
E.彈簧測力計(jì)
(2)需要直接測量的數(shù)據(jù)為____;
(3)利用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的關(guān)系為____。
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