第六章 实验8 验证动量守恒定律（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

实验❽　验证动量守恒定律

方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(如图所示)

1．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。

2．实验操作

(1)测质量：用天平测出两个滑块的质量。

(2)安装：正确安装好气垫导轨。

(3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块碰撞前后的速度。

(4)重复：①改变滑块的质量，重复以上操作；②改变滑块的初速度大小和方向，重复以上操作。

3．实验数据记录及分析

(1)测滑块的速度：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为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。

(2)验证：在实验误差允许的范围内验证表达式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′是否成立。

方案二：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(如图所示)

　

1．实验器材

斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。

2．实验操作

(1)测质量：用天平测出两个钢球的质量m1、m2。

(2)安装：按照图中所示安装实验装置，使槽的末端切线水平。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。

(3)不碰印点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上同一位置由静止滚下，碰到地面时在白纸上印上位置，重复10次。

(4)碰撞印点：把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽上同一位置由静止滚下，使它们发生碰撞，两个小球碰到地面时在白纸上印上两个位置，重复10次。

3．实验数据记录及分析

(1)找点：用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心P就是碰撞前入射小球A的落点，圆心M就是碰撞后入射小球A的落点，圆心N就是碰撞后被碰小球B的落点。

(2)测距离：用小球平抛的水平位移替代小球的速度，用刻度尺量出线段OP、OM、ON的长度。OP替代碰撞前入射小球A的速度，OM替代碰撞后入射小球A的速度，ON替代碰撞后被碰小球B的速度。

小球离开斜槽后做平抛运动，由H＝gt2得到t＝ ，可知小球的下落时间相同；小球初速度为v＝，所以可用平抛运动的水平射程x来表示小球做平抛运动的初速度。

(3)验证：将测量数据代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立。

考点一  教材原型实验(物理观念、科学探究)

角度 实验操作与注意事项

1.碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。

2．若利用气垫导轨进行实验，需确保导轨水平。

3．若利用斜槽进行实验，入射球的质量m1要大于被碰球的质量m2，即m1>m2，防止碰后m1被反弹，且两球半径r1＝r2＝r。

【典例1】(2022·北京延庆一模)(1)在利用如图所示装置验证动量守恒的实验中，还需要的仪器有        。

 

A．交流电源　 B．天平

C．刻度尺　　 D．圆规

(2)下列关于实验的要求正确的是        。

A．必须保证轨道末端水平

B．必须保证两球直径相等

C．必须保证两球质量相等

D．必须借助重垂线找到O点位置

(3)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有        。

A．A、B两点间的高度差h1

B．B球离地面的高度h2

C．小球A和小球B的质量mA、mB

D．小球A和小球B的半径r