《验证动量守恒定律实验 “验证动量守恒定律”实验的设计方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《验证动量守恒定律实验 “验证动量守恒定律”实验的设计方案.doc（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、验证动量守恒定律实验 “验证动量守恒定律实验的设计方案 小球 的质量 。 、 、 ； 小 球 的半 径 、 ； 小 球 开斜槽 轨道 末端 后平 抛 飞行 的 时 、离间 ； 记 录 纸 上 点 到 、 各 点 的距 离 、 、 、 ； 江苏 程 柱 建 球 的固定 释放 点 到斜 槽 轨 道末 端 水 平 部 分间 的 高 度 差 “ 证 动 量 守 恒 定 律 实 验 原 理 ： 一 维 碰 撞 验 的 在中 ， 出物 体 的 质 量和碰 撞 前 后 物 体 的速 率 ， 算 出 测 计碰撞 前 、 系统 的动 量 ， 而 验 证 系统 碰 撞 前 后 动 量 后 从 放上 被碰小 球后
2、， 两小 球 碰后是 否 同时落地 ？ 如果不 是 同时 落 地 ， 实 验 结 果有 没有 影 响？ 必 对 不 作分 析 ； 是 否守 恒 了 实验 能顺 利 进 行 ， 了需 要 用 天 平 测 为 除 量 物体 的质 量外 ， 要解决 问题 ： 如何 保 证 物 主 个 体 的碰 撞是 一 维 的 我们 可 用 气 垫 导 轨 、 槽 等 控 制 斜 为测 定未 放小 球 时 ， 小球 落 点 的平 均位置 ， 刻度 尺 的零 刻 度线 跟 记 录 纸 上 的 点 对 齐 ， 把 图 给 出了小球 落 点 附 近 的情 况 ， 由图 可得 距 离应 为 ； 物 体 的运动 ， 证碰撞
3、的 一维 要 求 如何 测 量 物 体 保 碰撞 前 后 的速 度 测量物 体速 度 的方 法 可 以用 光 电计时器 、 打点计 时器 、 频闪 照片 等手 段 ， 可 利用 匀速 运 也动、 平抛 运动 等 间接 测量 是 由于 以上 个 主 要 问 正 题 的存 在和 解 决 ， 实验 的设 计 思 想 得 到 了有 机 延 伸 ， 出现 了多种 实 验方案 ， 并受到 高 考命 题专 家 的青 睐 方 案 利用 斜槽 和平抛运 动 是 按 照 本 实 验 方 法 ， 证 动 量 守 恒 的验 证 式 验 落地 点 距 点 的距离 与实 个 、 、 验所 用 的小球 质量是 否有 关 系
4、？ 厂 析 必 测 的 理 有 小 的 量、 须 量 物 量 两 球 质 解 各 落点 、 到 点 的距 离 、 ， 、 、 ， 选 、 故 球 被 碰 飞 出 后 ， 还 要 在 水 平 段 运 动 一 小 球本 方案 是教 材所采 用 的实 验 方 案 ， 用 两小 球 等 利 时 间 的平 抛运 动 ， 将对 小球速 度 的测 量 转化 为 位 移 的 测量 过 ， 方 案 的实 验 要 求 较 多 ， ： 槽 轨 道 的 不 本 如 斜末端 水 平 ； 质 量较 大 的小 球 作 为 入 射 小 球 ； 球 半 选 两 径相 等 ， 能发 生一维 碰撞 ， 后 均 做 平抛 运 动 ；
5、 射 才 碰 入段， 因此 ， 球先落 地 ， 但不影 响 实验结 果 点 位置 的范 围大致 在 ， 中 心位 置大 约在 。 球必 须 每次 从 同一高度 静 止释 放 ， 证 人 射球 碰前 的 保 速度 恒定 等 确定 小球 落点 的平 均 位 置 方 法是 用 一 尽 可 能小 的 圆把小 球落点 圈 在里 面 ， 出此 圆 的 圆心 位 读置 即可 与小 球 的质量 无关 ， 和 与小 球 的 质 量有 关 方 案 利用气 垫导 轨和 打点计 时器例 某同学用图 所示 的 装 置 做 “ 证 动 量 验 守恒 定 律 的实 验 将 先 球从 斜槽 轨 道上 某 固定 点 处 由静
6、止 开 始 滚 下 ， 水 在平 地 面 上 的记 录 纸 上 留 下 利 用气 垫导 轨进行 实 验 时 ， 们 能很 好 地保 证 一 我维 碰撞 ， 同时 由于 滑 块 和 导 轨 之 间 的 阻力 很 小 ， 可认为滑块 在导 轨上 匀速运 动 析纸 带 上 的点迹 分 布 确 分 定 物体 碰撞 前后 的运 动是处 理实 验数据 的关 键 ， 例 年 四川 卷 如 图 ， 垫 导 轨工 气压痕 ， 复 】 重 次 ； 把 同 再 样 大 小 的 。 球 放在 斜槽 轨 道末 端 水平 段图 作 时 ， 气从 导 轨 表 面 的 ： 喷 出 ， 导轨 表 面 和 滑 空 ， 在块 内表
7、 面之 间形 成一层 薄 薄 的空气 层 ， 滑块 不 与 导 使 轨 外表 直接 接 触 ， 大 减 小 了滑 块运 动 时 的 阻力 大 为的最 右 端静 止放 置 ， 球仍 从原 固定 点 由静 止 开 始 让 滚下 ， 球 相 碰 后 ， 和 两球 分 别 落在 记 录纸 的 不 同 位置处 ， 复 重 次 了验证 动量 守恒 定律 ， 水 平气 垫 导轨 上 放置 个质 在 量 均为 的滑块 ， 每个 滑块 的一 端 分 别 与穿过 打 点 汁 时器 的纸带 相连 ， 打 点 计 时器 所 用 电 源 的频 率 均 个 为 气 垫导 轨正 常工作后 ， 通 打点 计 时器 的 电 接
8、 个源， 并让 两 滑块 以不 同 的速 度 相 向 运 动 ， 滑 块 相 碰 两 后 粘在 一起继 续 运动 为 某 次 实验 打 出 的 、 图 点 本 实 验必 须 测 量 的物理量有 ； 斜槽 轨道 末 端 到水平 地面 的高度 ； 对 所 学知 识 内容 的 兴 趣 可 能 成 为 学 习动机数 ： ： 迹清 晰的纸 带 的一部 分 ， 纸 带上 以 同间距 的 个 连 在 的物体 在不 同时 刻 的位 置 ， 然后 利 用 照 片可 以研究 物 体 的运动情 况 续点 为一 段划 分纸带 ， 刻度尺 分别 量 出其长度 、 用 和 题 中各物 理量 的单位 均 为 国 际单 位
9、， 么 ， 。假设 那 碰撞前 两 滑块 的动 量 大 小 分 别 为 两 滑块 的总动 量 大小 为 、 ， ； 撞后 两 滑块 的总 碰例 、 两 滑块 在 水 平 气 垫 导 轨 上 相 向运 动 发生 碰撞 碰撞 时 间 极 短 用 闪光 照 相 ， 闪光 次摄 得 的 闪 光 照 片 如 图 所 示 知 闪 光 的时 间 间 隔 为 已动量 大 小为 复上 述实 验 ， 重 多做 几 次 碰 假设 ， 闪光 本身 持续 时 间极 短 ， 而 在这 次 闪光 的 瞬 间 ， 、 两滑 块均 在 刻 度 范 围 内 ， 第 一 次 闪 且 光 时 ， 块 恰好 通 过 一 处 ， 块 恰
10、 好 通 滑 滑过 一 处 ， ： 问 撞前 、 两滑 块 的总动量 在 实验 误 差允 许 的 范 围 内相 后 等 ， 动量守 恒定 律得 到验证 那么 厂 解析分 析纸带 的点迹 分 布可 知 ， 迹 间 距 大 的表 点 示 相应 滑 块 的 速度 大 ， 据 题 意 ， 对 应 根 。、图 碰撞 发 生在何 处 ？ 滑块 碰 前 的 运 动 ，。对 应 滑块 碰 后 的共 同运 动 根据一 碰撞 发 生在第 一 次闪光 后多 长时 间？ 两滑 块 的质 量之 比为 一 试 分 析 设 ： ：， 碰撞前 后 两滑块 的质 量与 速度乘 积之 和是 否相 等？ ，可 知 两 滑 块 碰
11、前 的 速 度 分 别 为 一一 、 一 一 ， 碰前 动 量 分别 为 那么 和 总动量 大小 为 一 ， 一 ； 碰 撞后 两滑块 的总动量 为 一 。 方案 利用气 垫导 轨和 光 电计 时器 ， 解析 照片 中 滑块 只 有 个 位置 ， 明 滑 说 块 有 重叠 ， 即碰 后静 止 第 一 次 闪光 时 ， 块 滑恰好 通 过 一 处 ， 滑块 恰好 通过 一 处， 它们 相 向运 动 ， 故碰撞 发生 在 处 一 滑 块 碰 后 向左 匀 速 运 动 ， 内运 动 在 可 知 滑 块 从 一 处 碰 撞 后 到 一 ， 例 我 们可 以利 用 气垫 导 轨 、 电 门及 计 时器
12、光所 用时 间为 ， 碰撞发 生在 第 一次 闪 光后 的 时 间也 故为 和滑块 来 探 究 两 物 体 发 生化 的规 律 ， 图 所 示 ， 如 将 滑块前 端 沾上橡 皮泥 皮 橡 一 图 经计 算 。 撞 前 后 两 滑 块 的质 量 与 速 度 乘 积 碰 之和相 等 方 案 利用 气垫 导轨 和反 冲运 动泥质 量不计 只在 滑 块 质量 为 上 安 装 ， 形挡 光 片 图单 边 加 中间 宽度 为 ， 滑 如 把块 质量 为 放 在 个 光 电 门之 间 ， 给 滑块 先 某 一 初 速 度 ， 过 光 电 门 后 与 滑 块 相 碰 撞 ， 通 暑 我们可以用带竖直挡板 和
13、 的气垫导 ， 例 轨 和滑 块 、 验 证 动 量 守 恒 定 律 ， 验 装 置 如 图 实 并 粘合 在一起 通过 光 电门 ， 电子计 时器读 出两 次 由 时 间问 隔分 别 为 和 碰 前 滑 那么 块 的动量 为 一 ； 碰撞 后 ， 滑块 一起运 动 两所示 簧 的长 度 忽略不计 采 用 的实验 步骤 如下 ： 弹 ， 用 天 平 分 别 测 出 滑 块 、 的质 量 、 ； 时的总 动量 为 一析 结 果保 留 小数 位 调 整气 垫 导 轨 ， 导 使轨 处于水 平 ； 在 和 间 放 入 一 碰滑动 前块 量署 图 ， 后 滑块 、 碰 的 总 动 量 一 一 个 被压
14、缩 的轻 弹 簧 ， 电动 卡销 锁 定 ， 止 放 置 在 气 用 静垫 导轨 上 ； 用刻度 尺测 出 的左 端至 挡板 的距 离 ；方案 利用 气 垫导轨 和频 闪照相 按下 电钮 放 开 卡 销 ， 时分 别 记 录 滑 块 、 同 运 动 时间 的计 时器 开 始 工作 ， 、 滑 块 分 别 碰 撞 当 频 闪 照相每 隔相 等 的时 间拍 摄一 次 ， 记 录运 动 可 数要 求 于 人 的 甚 少 ， 予人 的 甚 多 ， 就 是松 树 的 风格 给 这竺 挡板 、 时计 时结束 ， 下 、 记 分别 到 达 、 的运动时间 和 ， 。 由此 可 以推 出 丝旦 ， 验 中还应
15、测 量 的物 理量 及其 符号 是 实律 的表 达式 是 所以， 此实 验在 规定 的范 围 内验 证 了动量守恒 定律 方 案 利 用长 木板 和打点 计 时器 由于 不存 在光 滑 的长 木 板 ， 我们 在 利用 长木板 进 行 实验 时 ， 平 衡 摩擦 力后 再 进 行 实 验 得 注意 的 可 值 用 上述 测 量 的 实验 数 据 ， 证 动 量 守 恒 定 利 验， 式 中算 得 的 、 两 滑 块 上 的动 量 大 小 并 不 完 全 相 等 ， 生 误 差 的 原 因 有 产 至少答 出两 点 析是 本实验 只 能 验 证 碰撞 前 后 物 体 均 沿 木板 向下运 动时
16、系统 的动量 是否 守恒 ， 、 两 滑块被 压缩 的弹簧 弹 开 后 ， 气 垫导 在 轨上 运 动时可 视 为 匀 速 运 动 ， 因此 只要 测 出例 某 同学设 计 了 一个 用 电 磁 打 点计 时器 验 与 的距 离 与 的距 离 、 及 到 、 到 的 时 间 和 ， 出 两 滑 块 的 质 量 ， 可 以 用 测 就 证 动量守 恒 定 律 的实 验 ： 小 车 的前 端 粘 有橡 皮 在泥 ， 动小 车 使 之 做匀 速 运 动 ， 后 与 原来 静止在 推 然 前 方 的小 车 相 碰 并 粘 合 成 一 体 后 ， 续 做 匀 速运 继动 他设计 的装 置 如 图 所 示
17、 小车 后 连着纸 在 一 验证 动量 是否 守恒 实验 中还 应 测 量 的 物 理 量 为 的右 端 至挡 板 的距 离 ， 号为 符 ： 带， 电磁 打 点计 时器所 用 电源 频率 为 ， 长木板下 垫着 小木 片 以平衡 摩擦 力 长： 验证动 量守 恒 定律 的表 达 式 一 ， 产 生误 差 的可 能 原 因 ： 、 、。 、 、 、 的数答计 亲 器三三 时 据 测量 有误 差 ； 没 有 考 虑 弹簧 推 动 滑块 的加 速 过 程 ； 滑块 与导 轨 间有少许 摩 擦力 ， 块并 不 是 做标 滑准 的匀 速直 线运 动 气垫 导 轨不完 全 水平 方 案 利 用单摆 装
18、置和功 能 关 系 图 假设 已测得 打点 纸带 如 图 所 示 ， 测得 各 并 计 数点 间距 已标 在 图上 为 运 动 的起 点 ， 应 选 那么段 来计 算小 车 碰前 的速 度 选 应利 用摆 球进 行 实验 的要 求 为 两 小 球 静 放 时 球 心应 在 同一水 平线 上且 刚好 接触 段 来 计 算 小 车 碰 后 的共 同 速 度 以上 两 空 填“ “ “ “ 或 或 或 已测得 小 车 的 质 量 一 ， 车 小 例 年 宁 夏卷 同学 利 用 如 图 所 示 某的装置 验证 动量 守 恒 定 律 中两 摆 图 摆 长相 同 ， 挂 于 同 一 高 度 ， 两 悬 、
19、的质量 为 一 ， 碰 前 两 小 车 的 总 动 量 为 那么 ， 后 两 小 车 的 总 动 量 为 碰， 摆球 均 很小 ， 质量 之 比为 当两 摆 ： 均 处于 自 由静 止状 态 时 ， 侧 面 刚 好 其接触 向右上 方 拉 动 球 使 其 摆 线 伸 直并 与 竖 直 方 向 成 ， 后 将 其 角 然 由静止 释放 果 观 察 到 两 摆球 粘 在 结一 分 纸 上 点 可 看 ， 段 表 析 析 带 的 迹 以 出 既 示 小车 做匀 速运 动 ， 又表 示 小 车具 有 较 大 的图 速度 ， 段 能 准 确 地 描 述 小 车 碰 前 的运 动 情 故起 摆 动 ， 最
20、 大摆 角成 。假设 本 实 验允 许 的 最 大误 且 况 ， 中选 择 应 段 计 算 小 车 碰 前 的速 度 ， 而 段 内小车 运 动稳定 ， 故应 选择 段 计算 碰后 和 的共 同速 度 小 车 碰撞 前 的速度 一 差 为 ， 此实 验是 否成 功地 验证 了动量守 恒定 律 ？ 设 摆 球 、 的质 量 分 别 为 、 ， 长 为 摆析 ，碰撞 前 球 的速度 为 根据 机械 能守 恒 ， 定律得去 ： 一 。 ， 小 车 在碰 撞前 的动 量 即为总动 量仇 一 。 。 碰撞 前 两摆 球 的总动 量 的大小 一 一 。 ，碰后 和 的共 同速 度一 碰撞 后 和 的总 动量一 。 一 ， 同理碰 撞后 两摆 球 的总动 量 的大小 一 。 一 ， 。 得 一， 代人 条件得习 惯 可 以 成 自然 ， 是 我 不会 让 自然改 变我 的 决定 但 者单位 ： 苏省 如皋 中学 作 江 百度搜索“就爱阅读,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网92to ,您的在线图书馆