第六章 实验8 验证动量守恒定律-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（新教材，人教版）

实验8　验证动量守恒定律 梳理必备知识 回归教材 一、实验目的 验证一维碰撞中的动量守恒定律。 二、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′,看碰撞前后总动量是否相等。 三、实验方案 方案一　利用气垫导轨完成一维碰撞实验 1.测质量:用天平测出滑块质量。 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(①改变滑块质量;②改变滑块的初速度大小和方向)。 4.验证:一维碰撞中的动量守恒。 (2)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.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。 4.改变条件:改变碰撞条件,重复实验。 5.数据处理 (2)表达式:(m1+m2)v2=m1v1。 方案三　利用斜槽滚球完成一维碰撞实验 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:安装实验装置,如图甲所示。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。记下重垂线所指的位置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。 四、注意事项 1.若利用气垫导轨进行验证,调整气垫导轨时,应注意利用水平仪确保导轨水平。 2.若利用两小车相碰进行验证,要注意平衡摩擦力。 3.若利用平抛运动规律进行验证。 (1)斜槽末端的切线必须水平。 (2)入射小球每次都必须从斜槽上同一高度由静止释放。 (3)选质量较大的小球作为入射小球。 (4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。 提升关键能力 突破考点 考点一　基础性实验 [例1] [利用气垫导轨完成一维碰撞实验] (2022·湖南岳阳模拟)某实验小组用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,实验装置如图甲所示。 (1)用天平测得滑块A、B(均包括挡光片)的质量分别为m1=2.0 kg,m2=1.0 kg;用游标卡尺测得挡光片的宽度均为d。若某次用游标卡尺测量挡光片的宽度时的示数如图乙所示,则其读数为　　　　 cm。  解析:(1)用游标卡尺测得挡光片的宽度d=0.5 cm+0.05 mm×10=0.550 cm。 答案:(1)0.550 [例1] [利用气垫导轨完成一维碰撞实验] (2022·湖南岳阳模拟)某实验小组用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,实验装置如图甲所示。 (2)将滑块A向右弹出,与静止的滑块B发生碰撞,碰撞后两滑块粘在一起。与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.02 s和0.03 s,则碰撞后系统动量为　　　　 kg·m/s。  答案:(2)0.55 [例1] [利用气垫导轨完成一维碰撞实验] (2022·湖南岳阳模拟)某实验小组用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,实验装置如图甲所示。 (3)如果气垫导轨没有放平,左侧高于右侧,则碰撞前的系统动量　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)碰撞后的系统动量。  解析:(3)如果气垫导轨没有放平,左侧高于右侧,则滑块向右将加速运动,则碰前A通过光电门的速度小于碰前瞬时A的速度;碰后通过光电门的速度大于碰后瞬时的速度,则碰撞前的系统动量小于碰撞后的系统动量。 答案:(3)小于 [例2] [利用斜槽滚球完成一维碰撞实验] (2023·天津模拟)如图甲所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 (1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量 　　　　(填选项前的符号)间接地解决这个问题。  A.小球开始释放的高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球平抛运动的水平射程 答案:(1)C [例2] [利用斜槽滚球完成一维碰撞实验] (2023·天津模