考点30 实验六 验证动量守恒定律（核心考点精讲+分层精练）-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（新高考专用）

考点30 实验六 验证动量守恒定律 1. 3年真题考点分布 题型 实验题 高考考点 1. 验证动量守恒实验的基本实验要求； 2. 验证动量守恒实验的数据处理及误差的考察； 3. 验证动量守恒实验的实验创新与改进； 新高考 2023 辽宁卷11题、 2022 重庆卷12题、天津卷9题、全国甲卷23题 2021 无 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计4次，主要考查： 1. 验证动量守恒实验的基本实验要求； 2. .验证动量守恒实验的数据处理及误差的考察； 3. 验证动量守恒实验的实验创新与改进； 【备考策略】能灵活判断物体是否做机械运动和参考系的选择；能正确区分时间与时刻的不同点；能正确区分矢量和标量的区别；熟练掌握位移和路程的区别并掌握其计算方法；能正确区分速度和速率、平均速度和瞬时速率的概念并掌握其计算方法；理解并掌握加速度的概念和计算的方法并能根据图像判断物体的运动情况。 【命题预测】本实验近3年新高考地区出现次数不多，但是本实验却是新高考必考的实验之一，2024年考生对于本实验也不能掉以轻心，仍需加以注意。 考法1 实验基本要求 1. 实验目的 验证动量守恒定律 2．实验原理 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′，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． 3．实验器材 斜槽、小球(两个)、 、直尺、复写纸、白纸、圆规等． 4．实验步骤 （1）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）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）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. （4）不放被撞小球，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小球所有的落点都圈在里面．圆心P就是小球落点的平均位置． （5）把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，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）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）整理好实验器材放回原处． （8）实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒． 【典例1】（2023·辽宁·统考高考真题）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。    测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为和()。将硬币甲放置在斜面一某一位置，标记此位置为B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处，左侧与O点重合，将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为、、。 （1）在本实验中，甲选用的是____（填“一元”或“一角”）硬币； （2）碰撞前，甲到O点时速度的大小可表示为_____（设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）； （3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则_____（用和表示），然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒； （4）由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因__ __。 1．（2023·全国·校联考模拟预测）某学习小组利用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”．操作如下： ①将小球P用轻质细线悬挂于O点，测出小球P的直径D，摆线长； ②将与小球P相同大小的小球Q放在离地面高度为H的水平桌面边缘； ③将小球P拉至悬线与竖直线夹角为处，由静止释放后摆到最低点时恰与小球Q发生碰撞，碰撞后小球P把轻质指示针（图中未画出）推移到与竖直线夹角为处，小球Q水平抛出后落到地面上，测出小球Q的水平位移s．    （1）用螺旋测微器测量小球P的直径如图乙所示，其直径_________．    （2）已知当地重力加速度大小为g，碰后小球Q的速度大小_________．（用s、g、H表示） （3）多次实验，学习小组发现该碰撞过程中不仅动量守恒，机械能也守恒．若，作出的关系图线，则该直线斜率的理论值应为_________． 2．（2023·