专题06验证动量守恒定律-2022学年高考物理一轮复习精短学案（人教版2019选择性必修第一册）

专题06 验证动量守恒定律 重难点01实验原理 实验装置 已知条件 验证的表达式 入射、被碰小球质量分别为、，（>）.注意：两小球半径相等，每次从同一高度释放，斜槽末端水平，相碰时球心等高或在同一水平线上；、、是用最小圆法确定的落点的平均位置 左、右滑块的质量分别为、.左滑块碰撞前后的速度分别为、，右滑块碰撞前后的速度分别为、 A、B车的质量分别为、,碰后两车连为一体；两车碰前瞬间,A车速度为,碰后两车共同速度为 A、B球的质量分别为、,两绳长均为,重力加速度为,将A球由图示位置由静止释放,两球碰后速度分别为、 重难点02典例分析 例1．如图，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)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是________． A．可选用半径不同的两小球 B．选用两球的质量应满足m1>m2 C．小球m1每次必须从斜轨同一位置释放 D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间 (2)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射程 (3)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点．实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，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m2静止放在轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复． 还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m1、m2 B．测量小球m1开始释放高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM、ON (4)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]． 总结：第一类装置 例2.(2020·云南曲靖一中高三月考)用如图4所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片． (1)实验前需要调节气垫导轨水平，借助光电门来检验气垫导轨是否水平的方法是________________． (2)为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量关系，实验分两次进行． 第一次：将滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置．给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为Δt1，A与B碰撞后又分开，滑块A再次通过光电门1的时间为Δt2，滑块B通过光电门2的时间为Δt3. 第二次：在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶，同样让滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置．给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为Δt4，A与B碰撞后粘连在一起，滑块B通过光电门2的时间为Δt5. 为完成该实验，还必须测量的物理量有________(填选项前的字母)． A．挡光片的宽度d B．滑块A的总质量m1 C．滑块B的总质量m2 D．光电门1到光电门2的距离L (3)在第二次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为________________(用已知量和测量量表示)． (4)在第一次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中机械能守恒，则应该满足的表达式为________________(用已知量和测量量表示)． 总结：第二类装置 例3.如图所示是用来验证动量守恒定律的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边缘有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2右端接触且两球等高．将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b、C点与桌子边沿间的水平距离为c，弹性球1、2的质量m1、m2. (1)还需要测量的量是__________________________和________________________． (2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为__________________________．(忽略小球的大小) 总结：第四类装置 例4.(2019·陕西高新一中期末)如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半