第六章 实验八 验证动量守恒定律-（教师Word）2022新教材新高考物理【赢在微点】大一轮复习顶层设计

实验八　验证动量守恒定律 知识梳理　对点激活 基础·自主落实 一、实验目的 验证动量守恒定律。 二、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′，计算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒。 三、实验方案 方案一：利用滑块和气垫导轨完成实验 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、橡皮泥等。 实验步骤 1．用天平测出滑块质量。 2．正确安装好气垫导轨。 3．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＝，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＝(m1＋m2)v′。 方案二：利用等长摆球完成实验 实验器材：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。 实验步骤 1．用天平测出两个等大小球的质量m1、m2。 2．把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。 3．一个小球静止，拉起另一个小球，放下后它们相碰。 4．测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。 5．改变碰撞条件，重复实验。 数据处理 1．摆球速度的测量：v＝，式中h为小球释放时(或碰撞后摆起)的高度，h可用刻度尺测量(也可由量角器和摆长计算得出)。 2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。 方案三：利用小车和打点计时器完成实验 实验器材：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、重物、天平、撞针、橡皮泥。 实验步骤 1．用天平测出两小车的质量。 2．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．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，把两小车连接成一个整体运动。 4．改变碰撞条件，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：v＝，式中Δx是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，Δt为小车经过距离Δx所用的时间，可由打点间隔算出。 2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v′。 【微测1】　如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量时，随即启动打点计时器。甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起。 纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图乙所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车运动速度大小为__________ m/s，甲、乙两车的质量之比m甲∶m乙＝________。 解析　由纸带及刻度尺可得碰前甲车的速度为v1＝ m/s＝0.6 m/s，碰后两车的共同速度v2＝ m/s＝0.4 m/s，由动量守恒定律有m甲v1＝(m甲＋m乙)v2，由此得甲、乙两车的质量比＝＝＝。 答案　0.6　2∶1 方案四：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、白纸等。 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(避免入射小球反弹)。 2．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．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，每次让入射小球(质量为m1)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．把被撞小球(质量为m2)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。 6．连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中。 数据处理 验证的表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立。 【微测2】在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，小球的半径为r，各小球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是 (　　) A．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球 B．让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射球从斜槽上不同的位置滚下 C．要验证的表达式是m1ON＝m1OM＋m2OP D．要验证的表达式是m1OP＝m1OM＋m2ON 解析　在此装置中，应使入射球的质量大于被碰球的质量，防止入射球反弹或静止，故A项错误；入射球每次