8.2探究动量定理-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024年高考一轮复习100考点100讲 第8章 动量守恒定律 第8.2讲 探究动量定理 【知识点精讲】 实验目的 探究物体在变力的作用下，物体所受合力的冲量与物体动量的变化的关系。 实验原理 由动量定理，物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化，即Ft=mv’-mv。 实验方案一 可以利用木板、小车和打点计时器，通过打出的纸带分别计算出打两点时的速度，分别计算出合外力冲量和动量变化，只要在实验误差范围内相等，则说明物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。 实验方案二 可以利用落体法和打点计时器，通过打出的纸带分别计算出打两点时的速度，分别计算出重力冲量和动量变化，只要在实验误差范围内相等，则说明物体所受重力的冲量等于物体动量的变化。 实验方案三 可以利用气垫导轨、光电门，通过滑块通过光电门的时间分别计算出滑块通过光电门时的速度，分别计算出合外力冲量和动量变化，只要在实验误差范围内相等，则说明物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。 实验方案四 可以利用落体法和光电门，通过物体通过光电门的时间分别计算出物体通过光电门时的速度，分别计算出合外力冲量和动量变化，只要在实验误差范围内相等，则说明物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。 【方法归纳】 注意区分单个力的冲量和合外力的冲量，探究的动量定理，是合外力的冲量等于物体动量的变化， 【最新高考题精练】 1．（9分）（2020高考全国理综I） 某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。 实验步骤如下： （1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时，可认为气垫导轨水平； （2）用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块（含遮光片）的质量m2； （3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块； （4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12； （5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I=________，滑块动量改变量的大小Δp=________；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示） （6）某次测量得到的一组数据为：d=1.000 cm，m1=1.5010-2 kg，m2=0.400 kg，△t1=3.90010-2 s，Δt2=1.27010-2 s，t12=1.50 s，取g=9.80 m/s2。计算可得I=________N·s，Δp=____ kg·m·s-1；（结果均保留3位有效数字） （7）定义，本次实验δ=________%（保留1位有效数字）。 【最新模拟题精练】 1. （2022湖南长沙长郡中学模拟）如图甲所示，小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定遮光条，小车放在安装有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上，用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行，滑轮质量、摩擦不计。 （1）用游标卡尺测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d=________mm。 （2）实验过程中________（填“需要”或“不需要”）满足M远大于m。 （3）实验主要步骤如下： ①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两光电门间的距离L。 ②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F，记录遮光条通过光电门A、B时的挡光时间、及遮光条从A到B的时间t。 （4）利用该装置验证动能定理的表达式为FL=________； （5）利用该装置验证动量定理的表达式为Ft=________。（以上两空均用字母M、d、、表示） 2. 为了验证动量守恒定律，某实验小组选取两个材质相同而质量不同的滑块A和B，并按下述步骤进行了实验： ①在A、B的相撞面分别粘上橡皮泥，便于二者相撞后连成一体； ②实验装置如图甲所示，铝质导轨槽固定在水平桌面上，其倾斜段的右端和水平段的左端由一小段圆弧连接，在导轨槽的侧面且与水平导轨等高处安装一台数码频闪照相机； ③将滑块B静置于槽的水平段某处，滑块A由槽的倾斜段适当位置静止释放，同时开始频闪拍摄，直至两滑块停止运动，得到一幅多次曝光的照片； ④多次重复步骤③，得到多幅照片，挑选其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图乙所示（图中只显示滑块A）。 请对上述操作进行分析并回答以下问题： （1）根据图片分析可知，滑块在水平铝质导轨槽上运动 （填写“受到”或“不受”或“不能确定”）摩擦力作用。 （2）分析图乙可知，A、B滑块碰撞发生的