第7章　实验8　验证动量守恒定律-【南方凤凰台】2024高考物理（提高版）一轮复习导学案 江苏（新教材新高考）课件

第七章 动量守恒定律 实验8:　验证动量守恒定律 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 5A导学案 高考一轮复习 物理 1 体系建构 体系建构 素养发展 4 1 实验原理与操作 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′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v′1＋m2v′2，看碰撞前后动量是否守恒． 素养发展 (2022·如皋适应性考试)小明利用如图甲所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验．已知被碰小球b与入射小球a半径相同，b的质量为a的一半． 1 素养发展 (1) 下列实验操作步骤，正确顺序是________________. ①在薄平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘． ②将a向左压缩弹簧到某一位置由静止释放，撞到木板，在白纸上留下压痕P. ③在桌面的适当位置固定好弹簧发射器，调节桌面为水平状态． ④将b放在桌面的右边缘，将a向左压缩弹簧到同一位置由静止释放，与b相碰后，两球在白纸上留下压痕P1、P3. ⑤将木板向右平移适当距离，再将a向左压缩弹簧到某一位置由静止释放，撞到木板，在白纸上留下压痕P2. 【解析】实验操作步骤正确的顺序应为③①②⑤④. ③①②⑤④ 素养发展 (2) 关于该实验，下列说法中正确的有________. A. 步骤②⑤中a的释放点位置可以不同 B. 为减小误差，弹簧的压缩量越大越好 C. a与弹簧发射器的摩擦不影响实验验证 D. a、b碰撞过程有动能损失，会导致实验误差 【解析】步骤②中的压痕P是为了记录水平位置，而步骤⑤中a的释放点位置对应平抛初速度，故步骤②⑤中a的释放点位置可以不同，A正确；弹簧压缩量越大，小球离开弹簧时获得的动能越大，下落的高度会越小，在用刻度尺测量长度时测量的长度越短，误差越大，B错误；实验中只需保证⑤④两步骤中将a向左压缩弹簧到同一位置由静止释放，即可保证每次入射小球速度相同，故a与弹簧发射器的摩擦不影响实验验证，C正确；a、b碰撞过程动量守恒，本实验是通过平抛运动规律计算小球碰撞前后的速度进而验证动量守恒，与碰撞过程是否有动能损失无关，D错误． AC 素养发展 (3) 测得小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3，当满足关系式______________时，可证明a、b碰撞过程中动量守恒． 素养发展 (4) 若改变小球a、b的材质和质量，b下落的最小高度为______(用h2表示)． 素养发展 (5) 若操作步骤⑤后，小明未发现木板向右平移到图乙的虚线位置，则测得a、b碰后的总动量将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 【解析】若操作步骤⑤后，小明未发现木板向右平移到图乙的虚线位置，则测得落点h1、h3将变大，故测得a、b碰后的总动量将变小． 偏小 素养发展 2 数据处理与误差分析 1. 数据处理 本实验主要是要通过实验测出系统在碰撞前后的动量，数据处理时各物理量的单位不必统一使用国际单位制单位． 2. 误差分析 (1) 系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即： ① 碰撞是否为一维碰撞． ② 实验是否满足动量守恒的条件．如斜槽末端切线是否水平，两碰撞球是否等大． (2) 偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量． 素养发展 (2022·镇江期中)小明用气垫导轨验证两个滑块碰撞中的动量守恒，实验装置如图所示，滑块A的质量为m，滑块B的质量为M＝330 g，上方安装有一个宽为d的遮光片．滑块A每次以相同的速度u向静止的滑块B运动，碰撞后粘为一体通过光电门，计时器记录遮光片经过光电门的时间Δt.通过改变B上砝码的质量m′进行多次实验． (1) 碰撞后滑块B的速度为v＝________(用题中相关字母表示)． 2 素养发展 素养发展 素养发展 【解析】图像如图所示． 素养发展 (3) 若碰撞过程动量守恒，则(2)问中所作出图线的斜率应为_______ (用题中相关字母表示)．由图线可求得滑块A的初速度u＝______________________________________m/s.(结果保留二位有效数字) 0.13(0.12、0.14也可) 素养发展 (4) 在其他条件不变的情况下，小华同学所用滑块B的质量为300 g，进行上述实验，则他最终得到的图线可能是下图中的______.(图中②为小明实验得到的图线，图线②④平行) 【解析】由上分析可知，改变B的质量，不会改变图像的斜率，A的初速度不变，所以图线仍不变，故选②. ② 素养发展 3 实验拓展与创新 (2022·全国甲卷)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究．让质量为m1的滑块A与质量为m2的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞