第三板块 专题七 主题三 “碰撞”类实验-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（老教材）

新高考方案·专题增分方略物理 主题三“碰撞”类实验 1,不同的实验方案对应不同的实验要求 2.不同的实验方案对应不同的测量速度方法 如利用斜槽轨道验证动量守恒定律时，斜 如利用斜槽轨道验证小球碰撞过程中动量是否守恒时， 槽末端必须水平，人射小球每次必须从同 用小球做平抛运动的水平位移替代小球做平抛运动的初 主 一高度由静止释放，入射小球质量大于被 速度：在气垫导轨上验证两滑块碰撞过程中的动量是否 题 碰小球质量等：利用长木板验证两小车碰 守恒时，用=《计算滑块碰撞前后的速度；利用摆球碰 撞过程中动量守恒时，必须调整木板倾角， △ 要 以平衡小车摩擦力，保证小车碰撞前后做 归 撞验证动量守恒定律时，利用v=√2gl.(1一cosa)来计 纳 匀速直线运动 算小球碰撞前后的速度。 [逐点验收评价] 实验（一）利用斜槽轨道验证动量守恒定律 (3)下列说法中正确的是 1.(2023·新江6月模拟)如图甲所示，用半径相同 A.如果小球每次从同一位置由静止释放，每次 的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。 的落点一定是重合的 实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固 B.重复操作时发现小球的落点并不重合，说明 定位置C由静止滚下，进入水平轨道后，从轨道 实验操作中出现了错误 末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上， C.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个 在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10 圆的圆心可视为小球落点的平均位置 次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B D.仅调节斜槽上固定位置C,它的位置越低， 球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静 OP的长度越大 止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下 (4)在某次实验中，测量出两个小球的质量1、 各自的落点痕迹，重复操作10次。如图乙所 m2,记录的落点平均位置M,N几乎与OP在同 示，M、P、V为三个落点的平均位置，未放B球 一条直线上，测量出三个落点位置与O点距离 时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在 OM、OP,ON的长度。在实验误差允许范围内， 白纸上的投影点。 若满足关系式 ,则可 入射小球A 以认为两球碰撞前、后在OP方向上的总动量 被碰小球 白纸 守恒：若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足关系式 。 (用测量的量表示》 )复写纸 (5)在OP,OM、ON这三个长度中，与实验所用 小球质量无关的是 ,与实验所用小球 (1)在这个实验中，为了尽量减小实验误差，两 质量有关的是 个小球的质量应满足 m2(选填 “>”或“<”)。 [细节提醒] (2)除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完 (门)入射小球的质量1大于被碰小球的质量2时， 成本实验还必须使用的两种器材是 入射小球碰后速度水平向右，不会反弹。 A.秒表 B.天平 (2)小球平抛运动的时间相等，所以可以用水平位移 C.刻度尺 D.打点计时器 替代小球平抛的初速度， 54 第三板块力学实验 实验（二）利用气垫导轨验证动量守恒 实验（三）利用摆球碰撞来验证动量守恒定律 2.(2023·眉山高三模拟)某同学设计了如图甲所示 ：3.(2023·铜川高三调研)某同学利用两个半径相同 的实验装置验证水平方向上的动量守恒，所用 的小球来验证小球碰撞过程中的动量守恒。 器材：气垫导轨、带四分之一圆弧轨道的滑块 (1)测得两小球a、b的质量 (水平长度L)、光电门、金属小球、游标卡尺、 分别为m1、m2,将小球用细 天平等。 线悬挂于水平支架上，悬点 光电门B 位于同一水平面，如图所示。 光电门A (2)将坐标纸竖直周定在小 气垫导轨 接气须 球摆动平面后方，使坐标纸与小球运动平面平 甲 行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为d的 (1)实验步骤如下： 正方形。将小球a向右拉至某一位置A点，由 ①如图甲所示，将光电门A固定在滑块上左端， 静止释放，使小球4在最低点与小球b发生水 用天平测得滑块和光电门A的总质量为M,光 平方向的正碰，在垂直坐标纸方向用手机高速 电门B固定在气垫导轨的右侧。 连拍。 ②用天平称得金属球的质量为，用20分度游 (3)分析连拍照片可得出，两小球在最低点碰撞 标卡尺测金属球的直径，示数如图乙所示，小球 后，小球a反弹到达的最高位置为B点，小球b 的直径d= cm. 向左摆动的最高位置为C点。已知重力加速度 3m正尺 为：，则碰前瞬间小球：的动量大小为 若满足关系式 ,则验证碰撞过程中 10 20 乙 动量守恒。 ③开动气泵，调节气垫导轨水平，将金属小球从C (4)若将坐标纸换成量角器，则可测量出A、B、C 点静止释放。A、B光电门的遮光时间分别为1、： 三个位置对应的细线与竖直方向的夹角分别为 △2（光电门B开始遮光时小球已离开滑块）。 01、02、0,此时满足关系式 (2)验证M、