查补易混易错点12 动量守恒定律的应用-【查漏补缺】2023年高考物理三轮冲刺过关（新高考专用）

查补易混易错点12 动量守恒定律的应用 【知识点一】动量守恒定律的理解和基本应用 动量守恒定律的五个特性 矢量性 动量守恒定律的表达式为矢量方程，解题应选取统一的正方向 相对性 各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面) 同时性 动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2、…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p′1、p′2、…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量 系统性 研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统 普适性 动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统 【知识点二】碰撞问题 1．碰撞现象三规律 2．弹性碰撞的结论 两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒。以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有 m1v1＝m1v′1＋m2v′2 m1v＝m1v′＋m2v′ 解得v′1＝，v′2＝ 结论：(1)当m1＝m2时，v′1＝0，v′2＝v1(质量相等，速度交换)； (2)当m1>m2时，v′1>0，v′2>0，且v′2>v′1(大碰小，一起跑)； (3)当m1<m2时，v′1<0，v′2>0(小碰大，要反弹)； (4)当m1≫m2时，v′1＝v1，v′2＝2v1(极大碰极小，大不变，小加倍)； (5)当m1≪m2时，v′1＝－v1，v′2＝0(极小碰极大，小等速率反弹，大不变)。 【知识点三】实验：验证动量守恒定律 一、实验原理 在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1′、v2′，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． 二、实验方案及实验过程 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验 1．实验器材 气垫导轨、数字计时器、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． 2．实验过程 (1)测质量：用天平测出滑块的质量． (2)安装：正确安装好气垫导轨，如图所示． (3)实验：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． (4)改变条件，重复实验： ①改变滑块的质量； ②改变滑块的初速度大小和方向． (5)验证：一维碰撞中的动量守恒． 3．数据处理 (1)滑块速度的测量：v＝，式中Δx为滑块上挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间． (2)验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′. 方案二：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验 1．实验器材 光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥． 2．实验过程 (1)测质量：用天平测出两小车的质量． (2)安装：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，如图所示． (3)实验：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．通过纸带上两计数点间的距离及时间，算出速度． (4)改变条件：改变碰撞条件，重复实验． (5)验证：一维碰撞中的动量守恒． 3．数据处理 (1)小车速度的测量：v＝，式中Δx是纸带上相邻两计数点间的距离，可用刻度尺测量，Δt为小车经过Δx的时间，可由打点间隔算出． (2)验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′. 方案三：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验 1．实验器材 斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、圆规、铅垂线等． 2．实验过程 (1)测质量：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． (2)安装：按照如图甲所示安装实验装置．调整固定斜槽使斜槽底端水平． (3)铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下铅垂线所指的位置O. (4)放球找点：不放被撞小球，每次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)碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度(同步骤4中的高度)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)验证：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m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立． (7)整理：将实验器材放回原处． 3．数据处理 验证的表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON. 三、注意事项 1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”． 2．