第六章 实验七 验证动量守恒定律（课件）-2021高考物理【步步高】大一轮复习讲义（人教版）

实验七　验证动量守恒定律 大一轮复习讲义 过好双基关 研透命题点 内容索引 NEIRONGSUOYIN 过好双基关 01 1.实验原理 在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否相等. 2.实验器材 斜槽、小球(两个)、 、直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线. 3.实验步骤 (1)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. 基本实验要求 天平 (2)按照如图1甲所示安装实验器材.调整、固定斜槽使斜槽底端水平. 图1 (3)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)不放被撞小球，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小球所有的落点都圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置. (5)把被撞小球放在斜槽末端，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.如图乙所示. (6)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度.将测量数据填入表中.最后代入________________________，看在误差允许的范围内是否成立. (7)整理好实验器材，放回原处. (8)实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒. 基本实验方法 1.数据处理 2.注意事项 (1)斜槽末端的切线必须 ； (2)入射小球每次都必须从斜槽 高度由 释放； (3)选质量较___的小球作为入射小球； (4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变. 大 静止 同一 水平 02 研透命题点 教材原型实验 基础考点　自主悟透 命题点一 例1　(2019·广西钦州市4月综测)如图2甲，某实验小组采用常规方案验证动量守恒定律.实验完成后，该小组又把水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示.图中小球半径均相同、质量均已知，且mA>mB，B、B′ 两点在同一水平线上. 图2 (1)若采用图甲所示的装置，实验中还必须测量的物理量是__________________. 解析　如果采用题图甲所示装置，由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，故需要测量OM、OP和ON的距离； M、OP和ON的距离 (2)若采用图乙所示的装置，下列说法正确的是________. A.必需测量BN、BP和BM的距离 B.必需测量B′N、B′P和B′M的距离 BC 解析　采用题图乙所示装置时，利用水平距离相等，根据下落的高度可确定飞行时间，从而根据高度表示出对应的水平速度，故需测量B′N、B′P和B′M的距离，小球碰后做平抛运动，速度越快，下落高度越小，单独一个小球下落时，落点为P，两球相碰后，落点分别为M和N，根据动量守恒定律有： mAv＝mAv1＋mBv2， 解析　验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，根据平抛运动规律，若落地高度不变，则运动时间不变，因此可以用水平位移大小来体现速度大小，故需要测量水平位移，故A、B错误，C正确. 变式1　如图3，用“碰撞实验器”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. (1)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________(填选项前的序号)，间接地解决这个问题. A.小球开始释放的高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的水平位移 图3 C (2)用天平测量两个小球的质量m1、m2.图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上S位置静止释放；然后把被碰小球m2静置于轨道水平部分的右侧末端，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并重复多次，分别找到小球的平均落点M、P、N，并测量出平均水平位移OM、OP、ON. (3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________________[用(2)中测量的量表示]；若碰撞是弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为__________________________[用(2)中测量的量表示]. m1·OP＝m1·OM＋m2·ON m1·OP 2＝m1·OM 2＋m2·ON 2 解析　根据平抛运动规律可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t， 而动量守恒的表达式是：m1v0＝m1v1＋m2v2 若两球相碰前后的动量守恒，则需要验证表达式m1·OP＝m1·OM＋m2·ON即可； 若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动