第一章 课时6 验证动量守恒定律（课时学案）- 2022-2023学年高二新教材物理选择性必修一【课时学案·作业】人教版

学习札记 · · 课时 6 验证动量守恒定律 ⊙ 学习目标：验证动量守恒定律。 ⊙ 重点难点：验证动量守恒定律。 学 习 过 程 一、基础知识梳理 验证动量守恒定律的实验方案很多，此处仅举两个参考案例。 ● 参考案例 1：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 本实验大致按以下步骤操作： （1）调整气垫导轨，使之水平。在导轨旁边固定两个光电门，每一个光电门与一个数 字计时器连接。 （2）让两个滑块在导轨上碰撞，碰撞前后滑块 的速度用数字计时器测量。 本实验中，可以研究以下两种情形的碰撞： ①在两个滑块上各安装一个弹性碰撞架，两滑块碰撞后随即分开。 ②在一个滑块上安装撞针，在另一个滑块上安装橡皮泥，两滑块碰撞后合为一体， 共同运动。 （3）用天平测量两个滑块的质量，计算碰撞前和碰撞后两滑块的总动量，以验证动 量是否守恒。 ● 参考案例 2：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 本实验大致按以下步骤操作： （1）将斜槽固定在铁架台上，槽的末端水平。 在斜槽末端固定 一条重锤线，重锤线正对木板的 O 点。 （2）将质量为 m 2 的小球静放在斜槽末端，让质量为 m 1 的小球 从斜槽上滚下。 两球在斜槽末端碰撞， 碰后分别落在木板上的 M 点和 N 点。 第一章 动量守恒定律 87 学习札记 课时学案作业·物理·选择性必修第一册张 永 第 · · （3）斜槽末端不放置 m 2 小球，质量为 m 1 的小球从斜槽上同一高度处滚下，经过斜 槽末端后直接飞出，落在木板上 P 点。 （4）用天平测量两个小球的质量，并验证表达式 m 1 ·OP=m 1 ·OM+m 2 ·ON 是否成立。 例 1． 用如图所示的装置验证动量守恒定律时，必须满 足的实验条件是 A． 斜槽轨道必须是光滑的 B． 斜槽轨道末端的切线是水平的 C． 入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放 D． 入射球与被碰球大小相等，但入射球的质量大 例 2． 某同学用如图所示的装置研究两辆小车碰撞前 后的总动量，实验步骤如下： 步骤 1：在长木板的一端垫适量的薄木片，使小车能沿 木板匀速下滑； 步骤 2：在小车甲前端贴少量橡皮泥，后端连接纸带。 接通电源后让甲以某一速度 沿木板下滑，与置于木板上的静止小车乙相撞并粘在一起，继续运动。 已知打点计时器所用电源的频率是 50 Hz， 得到 的纸带如图所示（图中数字的单位是 cm）。 （1）在 AB、BC、CD、DE 四段长度中，计算碰前甲 的速度时应该选用 段，计算碰后两车的速度时应该选用 段。 （2）若小车甲的质量为 0.4 kg、小车乙的质量为 0.2 kg，则碰撞前两车的总动量 是 ，碰撞后两车的总动量是 。（保留三位有效数字） 例 3． 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，实验步骤如下： A． 将斜槽固定在实验桌上，槽的末端水平。 在斜槽右侧， 垂直于斜槽末端固定一块竖直的挡板。 B． 将质量为 m 2 的小球静放在斜槽末端， 让质量为 m 1 的 小球从斜槽上滚下。 两球在斜槽末端碰撞，碰后两球又都打在 木板上。 C． 斜槽末端不放置 m 2 小球，质量为 m 1 的小球从斜槽上同一高度处滚下，经过斜 槽末端后直接飞出，并打在木板上。 （1）步骤 C 中，小球 m 1 碰撞木板上的 点。 （2）本实验中，需要验证的表达式是 。 88 · · 参考答案 书 求得!!""# $! 课时%&动量守恒定律!'" 例(答案"#$")*+! %&' 解析"从炮弹即将发射到炮弹经过炮口#炮车和炮弹 水平方向动量守恒 &$ , #$ " )*+ ! ! " 炮车后退时#对炮车应用动量定理 , %&'( ! " , &$ 求得(!#$")*+! %&' ! 例-答案" & -&') & . #槡$ & -# - ') &%& . #&槡 解析"从刚释放*到*到达轨道最低点#*和+水平 方向动量守恒'机械能守恒! #$ * , &$ + ! " #') ! ( - #$ - * . ( - &$ - + 整理可得$ * ! & -&') & . #槡#$+! & -# - ') &%& . #&槡 ! 例'答案"%(&(("" /$%-&"0(1 $ 解析"%(&工件刚获得了速度时#对工件应用牛顿第 二定律 , , #' ! #$ - " - 求得,!(("" /! %-&工件达到最大高度时#工件的速度沿水平方向# 且与天车的速度大小相等! 从工件刚获得速度到工件上 摆到最大高度#工件和天车水平方向动量守恒'机械能 守恒! #$ " ! %& . #&$ ( - #$ - " ! ( - %& . #&$ - . #'! 整理可得!!""(1 $! 巩固(答案"(0% $ 解析"泥球下落了(0- +时 $ ". ! '( ! (- $2+