第33讲 验证动量守恒定律（讲义）-2024年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

第33讲 验证动量守恒定律 目录 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 复习目标 网络构建 考点一 教材原型实验 【夯基·必备基础知识梳理】 知识点 实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析 【提升·必考题型归纳】 考向1 实验原理与操作 考向2 数据处理与误差分析 考点二 创新实验方案 【夯基·必备基础知识梳理】 知识点 实验方案的改进 【提升·必考题型归纳】 考向1 实验原理的改进 考向2 实验器材的创新 考向3 实验思路的创新 真题感悟 1、 理解和掌握验证动量守恒定律实验原理，并会做出必要的误差分析。 2、能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。 考点要求 考题统计 考情分析 验证动量守恒定律 2023年辽宁卷第11题 2022年天津卷第9题 2022年1月浙江卷第18题 各地高考对验证动量守恒定律这个实验的考查近几年频度不是太高，考查多在原型实验的所用原理的基础之上，通过创新实验的方式予以考查。 考点一 教材原型实验 知识点　实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析 1．实验目的 (1)掌握动量守恒的条件。 (2)验证碰撞中的动量守恒。 2．实验思路 (1)物理量的测量 确定研究对象，明确所需测量的物理量和实验器材，测量物体的质量和两个物体发生碰撞前后各自的速度。 (2)数据分析 选定实验方案，设计实验数据记录表格，测出并记录物体的质量和发生碰撞前后各自的速度，计算碰撞前后的总动量，代入公式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′进行验证。 (3)实验方案 方案一：用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞。 实验装置如图所示。 ①质量的测量：用天平测量质量。 ②速度的测量：利用公式v＝计算，式中Δx为挡光片的宽度，Δt为计时器显示的挡光片经过光电门所对应的时间。 ③利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量。 ④实验方法 　 a．用细线将弹簧片压缩，放置于两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向运动(如图甲所示)。 b．在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架(如图乙所示)，可以得到能量损失很小的碰撞。 c．在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，两个滑块连成一体运动(如图丙所示)，这样可以得到能量损失很大的碰撞。 ⑤器材：气垫导轨、光电计时器、滑块(带挡光片)两个、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平。 方案二：利用斜槽实现两小球的一维碰撞。 如图甲所示，让一个质量较大的小球从斜槽上滚下来，与放在斜槽末端的另一质量较小的球发生碰撞，之后两小球都做平抛运动。 　 ①质量的测量：用天平测量质量。 ②速度的测量：由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等。如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此，只需测出两小球的质量m1、m2和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及碰撞后入射小球与被碰小球在空中飞出的水平距离s1′和s2′。若在实验误差允许的范围内m1s1与m1s1′＋m2s2′相等，就验证了两个小球碰撞前后的不变量。 ③让小球从斜槽的不同高度处开始滚动，进行多次实验。 ④器材：斜槽、两个大小相等而质量不等的小球、铅垂线、白纸、复写纸、刻度尺、天平、圆规。 3．实验步骤 不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下： (1)用天平测量相关碰撞物体的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。 (2)安装实验装置。 (3)使物体发生碰撞。 (4)测量或读出碰撞前后相关的物理量，计算对应的速度，填入预先设计好的表格中。 (5)改变碰撞条件，重复步骤(3)(4)。 (6)进行数据处理，通过分析比较，验证动量守恒定律。 (7)整理器材，结束实验。 4．数据处理 为了验证动量守恒定律，将实验中测得的物理量填入如下表格。 碰撞前 碰撞后 质量 m1 m2 m1 m2 速度 v1 v2 v1′ v2′ mv m1v1＋m2v2 m1v1′＋m2v2′ (1)方法：将表格中的m1、m2、v1、v2、v1′和v2′等数据代入m1v1＋m2v2和m1v1′＋m2v2′进行验证。 (2)结论：在实验误差允许的范围内，m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′即可验证动量守恒定律。 5．误差分析 (1)系统误差 ①碰撞是否为一维碰撞，是产生误差的