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首页 高考一轮总复习课标版物理课件:X3-5-4选修3-5 动量 近代物理初步

高考一轮总复习课标版物理课件:X3-5-4选修3-5 动量 近代物理初步.ppt

高考一轮总复习课标版物理课件:X3-5-4选修3-5 动量 近…

高江辉
2019-04-04 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《高考一轮总复习课标版物理课件:X3-5-4选修3-5 动量 近代物理初步ppt》,可适用于人文社科领域

第讲 实验:验证动量守恒定律明确实验目的.会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小. 验证在系统不受外力的作用下系统内物体相互作用时总动量守恒.循图实验导学答案 ①本实验最显著的特点是利用平抛运动的知识避开对速度的直接测量而用水平位移的测量取而代之方便测量.做平抛运动的物体其水平位移x和初速度v及落地时间t之间的关系是x=vt其竖直下落的高度h与落地时间t之间的关系是h=eqf(,)gt所以只要高度相同落地时间就相等则有meqxto(OP)=meqxto(OM)+meqxto(ON)只要比较meqxto(OP)与meqxto(OM)+meqxto(ON)是否相等即可. ②天平 ③重锤线 ④复写纸 ⑤刻度尺 ⑥用圆规画尽量小的圆把钢球所有的落点都圈在里面圆心就是钢球落点的平均位置.考点一 实验原理与操作如下图用ldquo碰撞实验器rdquo可以验证动量守恒定律即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.()实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是可以通过仅测量(填选项前的符号)间接地解决这个问题.A.小球开始释放高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程()图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时先让入射球m多次从斜轨上S位置静止释放找到其平均落地点的位置P测量平抛射程OP然后把被碰小球m静置于轨道的水平部分再将入射球m从斜轨上S位置静止释放与小球m相碰并多次重复.接下来要完成的必要步骤是.(填选项前的符号)A.用天平测量两个小球的质量m、mB.测量小球m开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m、m相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM、ON()若两球相碰前后的动量守恒其表达式可表示为用()中测量的量表示若碰撞是弹性碰撞那么还应满足的表达式为用()中测量的量表示.答案 ()C ()ADE ()mmiddotOM+mmiddotON=mmiddotOP mmiddotOM+mmiddotON=mmiddotOP实验时应注意的几个问题.前提条件:碰撞的两物体应保证ldquo水平rdquo和ldquo正碰rdquo..四种方案提醒()若利用气垫导轨进行实验调整气垫导轨时注意利用水平仪确保导轨水平.()若利用摆球进行实验两小球静放时球心应在同一水平线上且刚好接触摆线竖直将小球拉起后两条摆线应在同一竖直平面内.()若利用长木板进行实验可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力.()若利用斜槽进行实验入射球质量要大于被碰球质量即:mm防止碰后m被反弹.跟踪训练.(多选)某同学用如下图所示的装置来验证动量守恒定律.图中PQ为斜槽QR为水平槽.实验时先使a球从斜槽上某一固定位置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.关于小球落点的下列说法中正确的是(  )A.如果小球每一次都从同一点无初速释放重复几次的落点应当是重合的B.由于偶然因素存在重复操作时小球的落点不重合是正常的但落点应当比较密集C.测定B点位置时如果重复次的落点分别为B、B、B、hellipB则OB应取OB、OB、OBhellipOB的平均值即OB=eqf(OB+OB+hellip+OB,)D.用半径尽量小的圆把B、B、BhellipB圈住这个圆的圆心就是入射球落点的平均位置B答案 BD.(middot湖北黄冈检测)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如下图甲所示所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔向导轨空腔内不断通入压缩空气空气会从小孔中喷出使滑块稳定地漂浮在导轨上这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.下面是实验的主要步骤:①安装好气垫导轨调节气垫导轨的调节旋钮使导轨水平②向气垫导轨通入压缩空气③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块的左端调节打点计时器的高度直至滑块拖着纸带移动时纸带始终在水平方向④使滑块挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳⑤把滑块放在气垫导轨的中间已知碰后两滑块一起运动⑥先然后让滑块带动纸带一起运动⑦取下纸带重复步骤④⑤⑥选出较理想的纸带如图乙所示⑧测得滑块(包括撞针)的质量为g滑块(包括橡皮泥)的质量为g()试着完善实验步骤⑥的内容.()已知打点计时器每隔s打一个点计算可知两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为kgmiddotms两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为kgmiddotms(保留位有效数字)()试说明()问中两结果不完全相等的主要原因是解析 ()使用打点计时器时应先接通电源后放开滑块()作用前滑块的速度v=eqf(,)ms=ms其质量与速度的乘积为timeskgmiddotms=kgmiddotms作用后滑块和滑块具有相同的速度v=eqf(,)ms=ms其质量与速度的乘积之和为(+)timeskgmiddotms=kgmiddotms()相互作用前后动量减小的主要原因是纸带与打点计时器的限位孔有摩擦.答案 ()接通打点计时器的电源 放开滑块() ()纸带与打点计时器的限位孔有摩擦考点二 数据处理与误差分析(middot宜昌调研)气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫使滑块悬浮在导轨上滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计):采用的实验步骤如下:a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mBb.调整气垫导轨使导轨处于水平.c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧用电动卡销锁定静止放置在气垫导轨上.d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离Le.按下电钮放开卡销同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时记下A、B分别到达C、D的运动时间t和t()实验中还应测量的物理量是.()利用上述测量的实验数据验证动量守恒定律的表达式是上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等产生误差的原因是.()利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能请写出表达式.尝试解答 ()验证动量守恒需要知道物体的运动速度在已经知道运动时间的前提下需要测量运动物体的位移即需要测量的量是B的右端至D板的距离L()由于运动前两物体是静止的故总动量为零运动后两物体是向相反方向运动的设向左运动为正则有mAvA-mBvB=即mAeqf(L,t)-mBeqf(L,t)=造成误差的原因:一是测量本身就存在误差如测量质量、时间、距离等存在误差二是空气阻力或者是导轨不是水平的等原因.()根据能量守恒知两运动物体获得的动能就是弹簧的弹性势能.故有DeltaEp=eqf(,)eqblc(rc)(avsalco(mAf(Loal(,),toal(,))+mBf(Loal(,),toal(,))))答案 ()B的右端至D板的距离L()mAeqf(L,t)-mBeqf(L,t)= 原因见解析()能 DeltaEp=eqf(,)eqblc(rc)(avsalco(mAf(Loal(,),toal(,))+mBf(Loal(,),toal(,))))对实验误差的分析.系统误差:主要来源于装置本身是否符合要求即()碰撞是否为一维碰撞.()实验是否满足动量守恒的条件如气垫导轨是否水平两球是否等大长木板实验是否平衡掉摩擦力等..偶然误差:主要来源于质量m和速度v的测量..减小误差的措施.()设计方案时应保证碰撞为一维碰撞且尽量满足动量守恒的条件.()采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差.跟踪训练.如下图(a)所示在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车甲车系一穿过打点计时器的纸带当甲车受到水平向右的冲量时随即启动打点计时器.甲车运动一段距离后与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动.纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图(b)所示电源频率为Hz则碰撞前甲车运动速度大小为ms甲、乙两车的质量比m甲∶m乙=解析 由纸带及刻度尺可得碰前甲车的速度为v=eqf(times-,)ms=ms碰后两车的共同速度v=eqf(times-,)ms=ms由动量守恒定律有m甲v=(m甲+m乙)v由此得甲、乙两车的质量比eqf(m甲,m乙)=eqf(,)答案  ∶.气垫导轨上有A、B两个滑块开始时两个滑块静止它们之间有一根被压缩的轻质弹簧滑块间用绳子连接(如下图甲所示)绳子烧断后两个滑块向相反方向运动图乙为它们运动过程的频闪照片频闪的频率为Hz由图可知:()A、B离开弹簧后应该做运动已知滑块A、B的质量分别为g、g根据照片记录的信息从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是.()若不计此失误分开后A的动量大小为kgmiddotmsB的动量的大小为kgmiddotms本实验中得出ldquo在实验误差允许范围内两滑块组成的系统动量守恒rdquo这一结论的依据是.解析 ()A、B离开弹簧后因水平方向不再受外力作用所以均做匀速直线运动在离开弹簧前A、B均做加速运动A、B两滑块的第一个间隔都应该比后面匀速时相邻间隔的长度小.()周期T=eqf(,f)=sv=eqf(x,t)由题图知A、B匀速时速度分别为vA=msvB=ms分开后A、B的动量大小均为p=kgmiddotms方向相反满足动量守恒系统的总动量为答案 ()匀速直线 A、B两滑块的第一个间隔()  A、B两滑块作用前后总动量不变均为

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