2025届高考物理一轮复习实验七验证动量守恒定律学案新人教版.docxVIP

PAGE

10-

试验七验证动量守恒定律

试验溯本求源

【利用气垫导轨验证动量守恒定律】

①测质量：用天平测出两滑块的质量．

②安装：正确安装好气垫导轨．

③测速：测出两滑块碰撞前、后的速度.

【用两摆球碰撞验证动量守恒定律】

①测质量：用天平测出两球的质量．

②安装：把两个等大的小球用等长悬线悬挂起来．

③试验：一个小球静止，拉起另一个小球，然后松手，两球相碰．

④测速：测碰撞后小球摆起的角度，算出对应的小球速度．

【利用打点计时器验证动量守恒定律】

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桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥．

③试验：接通电源，让小车A运动，小车B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成整体，随后两车一起运动．

④测速：通过纸带上两计数点间的距离及打下两计数点的时间，由v＝△x

【利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律】

①测质量：用天平测出两小球的质量，且m入射m被碰．

②安装：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．登记重垂线所指的位置O.

④找平均位置点：每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，小球滚下10次，用圆规画尽量小的圆把全部的小球落点圈在里面，找圆心；再将被碰小球放在图示位置处使其被入射小球碰撞后落下(入射小球的起始位置始终不变)，经过10次碰撞后，用同样的方法找入射小球和被碰小球落点所在最小圆的圆心．

⑤测距离：用刻度尺量出O到所找圆心的距离.

●误差分析

1．系统误差：主要来源于试验器材及试验操作等．

(1)碰撞是否为一维．

(2)气垫导轨是否完全水平，摆球受到空气阻力，小车受到长木板的摩擦力，入射小球的释放高度存在差异．

2．偶然误差：主要来源于质量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的测量．

●留意事项

1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”．

2．方案提示

(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)若利用摆球进行验证，试验前两摆球应刚好接触且球心在同一水平线上．将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直面内．

(3)若利用两小车相碰进行验证，要留意平衡摩擦力．

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

试验热点探究

考点一教材原型试验

题型1利用气垫导轨验证动量守恒

例1某同学欲采纳课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的试验．试验装置如图所示，下面是试验的主要步骤：

①安装好气垫导轨和光电门，调整气垫导轨的调整旋钮，使导轨水平

②测得A和B两滑块上遮光片的宽度均为d

③得到A、B两滑块(包含遮光片)的质量m1、m2

④向气垫导轨通入压缩空气

⑤利用气垫导轨左右的弹射装置，使滑块A、B分别向右和向左运动，测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为Δt1和Δt2

⑥视察发觉滑块A、B碰撞后通过粘胶粘合在一起，运动方向与滑块B碰撞前运动方向相同，此后滑块A再次经过光电门时挡光时间为Δt

试解答下列问题：

(1)碰撞前A滑块的速度大小为________，碰撞前B滑块的速度大小为________．

(2)为了验证碰撞中动量守恒，须要验证的关系式是：________________________(用题中物理量表示)．

(3)有同学认为利用此试验装置还能计算碰撞过程中损失的机械能．请用上述试验过程测出的相关物理量，表示出A、B系统在碰撞过程中损失的机械能ΔE＝_______.

题型2|用打点计时器验证动量守恒定律

例2某试验小组同学为“验证动量守恒定律”设置试验装置如图甲所示，放在长木板上的小车A的前端粘有橡皮泥，现推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，接着做匀速运动，在小车A后连接纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz.

(1)下列说法正确的是________．

A．需在长木板右端下面适当位置处垫放小木块用以平衡摩擦力

B．试验中A车的质量必需大于B车的质量

C．两车分别装上橡皮泥和撞针是为了碰撞后使两车粘在一起

D．试验时先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源

(2)现获得一条纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)．a为运动起始的第一点，则应选________段来计算A车的碰前速度，应选________段来计算A车和B车碰后的共同速度(填“ab”“bc”“cd”或“de”)．

(3)已测得小车A的质量m1＝0.35kg，小车B的质量m2＝0.18kg，由以上测量结果可得碰前总动量为______kg·m/s，碰后总动量为________kg