2025年高考物理复习讲义第六章实验八　验证动量守恒定律（含解析）.docxVIP

实验八验证动量守恒定律

方案一利用两辆小车完成一维碰撞实验

[实验器材]

光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两辆)、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等．

[实验步骤]

1．测质量：用天平测出两小车的质量．

2．安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥．

3．实验：小车B静止，接通电源，让小车A运动，碰撞时撞针插入橡皮泥中，两小车连接成一个整体运动．

4．改变条件重复实验

(1)改变小车A的初速度．

(2)改变两小车的质量．

[数据处理]

1．小车速度的测量：通过纸带上两计数点间的距离及时间，由v＝eq\f(Δx,Δt)计算．

2．验证的表达式：m1v1＝(m1＋m2)v2.

方案二研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

[实验器材]

气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、游标卡尺等．

[实验步骤]

1．测质量：用天平测出滑块质量．

2．安装：正确安装好气垫导轨．

3．实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向)．

[数据处理]

1．滑块速度的测量：v＝eq\f(Δx,Δt)，式中Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为光电计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间．

2．验证的表达式

m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2.

方案三利用斜槽滚球验证动量守恒定律

[实验器材]

斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、圆规、刻度尺等．

[实验步骤]

1．测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球．

2．安装：按照如图所示安装实验装置．调整固定斜槽使斜槽底端水平．

3．铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下重垂线所指的位置O.

4．单球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面．圆心P就是小球落点的平均位置．

5．碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤4的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N，如图所示．改变入射小球的释放高度，重复实验．

[数据处理]

1．小球水平射程的测量：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度．

2．验证的表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.

[注意事项]

1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”．

2．方案提醒

(1)若利用气垫导轨进行验证，给滑块的初速度应沿着导轨的方向．

(2)若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力．

(3)若利用平抛运动规律进行验证，安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜槽末端水平，且选质量较大的小球为入射小球．

考点教材原型实验

典例某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图1所示．A、B为两个直径相同的小球．实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置．三个落点位置标记为M、N、P.

(1)为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如图2所示，其读数为________mm.

(2)下列关于实验的要求正确的是________．

A．斜槽的末端必须是水平的

B．斜槽的轨道必须是光滑的

C．必须测出斜槽末端的高度

D．A、B的质量必须相同

(3)如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，A、B碰后在水平面上的落点位置分别为________、________.(填落点位置的标记字母)

变式某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，实验主要步骤如下：

Ⅰ.调节气垫导轨水平，并将气垫导轨固定，用电子秤测得两滑块的质量分别为m1＝0.200kg和m2＝0.400kg；

Ⅱ.将滑块A、B放在导轨上，调节B的位置，使A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离s1与B的右端到右边挡板的距离s2相等，测得s1＝s2＝0.450m；

Ⅲ.使A以一定的初速度沿气垫导轨向左运动，先后与左边挡板、B碰撞，用手机上的某软件记录A从与左边挡板碰撞时刻开始到与B碰撞所用的时间t0＝0.90s，分别记录从A和B碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间tA＝3.30s和tB＝1.44s.

请回答下列问题：

(1)实验中，A、B碰撞后的运动方向相反，则应选取质量为________kg的滑块作为B.

(2)A、B从开始接触到分离