13 热点十三 验证动量守恒定律(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

该高中物理高考复习课件聚焦“验证动量守恒定律”核心考点，依据高考评价体系梳理了实验操作、数据处理、误差分析三大考查维度，通过近五年广东、天津、全国甲卷等真题统计，明确了“动量守恒验证”占60%、“弹性碰撞判断”占25%的高频考点分布，归纳出仪器读数、速度计算等常考题型。 课件亮点在于“真题实战+素养融合+技巧指导”，如以2025广东卷小车碰撞实验为案例，运用科学探究素养规范平衡摩擦力操作，通过科学思维中的模型建构推导速度公式（\(v=\frac{d}{t}\)），特设“单位换算陷阱”“数据保留规则”等易错点解析，帮助学生掌握得分关键，教师可据此实施精准复习，提升高考冲刺效率。

热点十三　验证动量守恒定律 1 1．(2025·广东卷，T11)请完成下列实验操作和计算。 (1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图甲所示，读数为___________________________mm。 解析：由螺旋测微器的读数规则可知，小球的直径d＝8 mm＋26.0×0.01 mm＝8.260 mm。 8.260(8.258～8.262之间均可) 4 5 1 2 3 五年高考经典练 (2)实验小组利用小车碰撞实验测量吸能材料的性能，装置如图乙所示，图中轨道由轨道甲和乙平滑拼接而成，且轨道乙倾角较大。 4 5 1 2 3 五年高考经典练 ①选取相同的两辆小车，分别安装宽度为1.00 cm的遮光条。 ②轨道调节 调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高。将小车在轨道乙上释放，若测得小车通过光电门A和B的____________，表明已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力。 ③碰撞测试 先将小车1静置于光电门A和B中间，再将小车2在M点由静止释放，测得小车2通过光电门A的时间为t2，碰撞后小车1通过光电门B的时间为t1。若t2________________________t1，可将两小车的碰撞视为弹性碰撞。 时间相等 ＝(填“等于”也可得分) 4 5 1 2 3 五年高考经典练 ④吸能材料性能测试 将吸能材料紧贴于小车2的前端。重复步骤③，测得小车2通过光电门A的时间为10.00 ms，两车碰撞后，依次测得小车1和2通过光电门B的时间分别为15.00 ms、30.00 ms，不计吸能材料的质量，计算可得碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为________(结果保留2位有效数字)。 0.56 4 5 1 2 3 五年高考经典练 解析：②若已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力，则小车在轨道甲上做匀速直线运动，所以小车通过光电门A和B的时间相等。 ③若两小车的碰撞为弹性碰撞，则由于两小车相同，所以发生弹性碰撞后两小车速度交换，则碰撞后小车2静止，小车1以与小车2碰撞前瞬间相同的速度做匀速直线运动，可知t2＝t1。 4 5 1 2 3 五年高考经典练 4 5 1 2 3 五年高考经典练 2．(2022·天津卷，T9)某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图甲所示。A、B为两个直径相同的小球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。三个落点位置标记为M、N、P。 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (1)为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如图乙所示，其读数为________mm。 解析：读出主尺的读数是10 mm，游标尺上的读数为0.5 mm，则被测直径D＝10 mm＋0.5 mm＝10.5 mm。 10.5 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (2)下列关于实验的要求正确的是________。 A．斜槽的末端必须是水平的 B．斜槽的轨道必须是光滑的 C．必须测出斜槽末端的高度 D．A、B的质量必须相同 A 4 5 2 3 1 五年高考经典练 解析：在实验的过程中，需要小球A两次沿斜槽滚到末端时的速度都水平且大小相同，故实验时应使小球A每次都从同一位置由静止开始释放，并不需要斜槽的轨道光滑的条件，也不需要测出斜槽末端的高度，但是必须保证斜槽末端水平，故A正确，B、C错误； 小球A与B发生正碰时，为使小球A在碰后不反弹，要求小球A的质量大于小球B的质量，故D错误。 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (3)如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，A、B碰后在水平面上的落点位置分别为________、________。(填落点位置的标记字母) M P 4 5 2 3 1 五年高考经典练 4 5 2 3 1 五年高考经典练 3．(2022·重庆卷，T12)图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定一具有计时功能的摄像机。 (1)要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还需要的实验器材是________。 解析：要测量滑块的动量还需要测量滑块的质量，故还需要的器材是天平。 天平 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (2)为减小重力对实验的影响，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做____________运动。 解析：为了减小重力对实验的影响，应该让气垫导轨处于水平位置，故调节气垫导轨后要使滑块能在气垫导轨上近似做匀速直线运动。 匀速直线 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (3)测得滑块B的质量为197.8 g，两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图所示，其中①为滑块B碰前的图线。取滑块A碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得滑块B碰前的动量为________kg·m·s-1(保留2位有效数字)，滑块A碰后的图线为________(选填“②”“③”或“④”)。 －0.011 ③ 4 5 2 3 1 五年高考经典练 4 5 2 3 1 五年高考经典练 4．(2022·全国甲卷，T23)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为m1的滑块A与质量为m2的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小v1和v2，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空： (1)调节导轨水平。 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (2)测得两滑块的质量分别为0.510 kg和0.304 kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为________kg的滑块作为A。 解析：要使碰撞后两滑块的运动方向相反，必须使质量较小的滑块碰撞质量较大的静止滑块，所以应选取质量为0.304 kg的滑块作为A。 0.304 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (3)调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离s1与B的右端到右边挡板的距离s2相等。 (4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t1和t2。 (5)将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤(4)。多次测量的结果如下表所示。 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (6)表中的k2＝________(保留2位有效数字)。 0.31 0.32 4 5 2 3 1 五年高考经典练 0.34 4 5 2 3 1 五年高考经典练 4 5 2 3 1 五年高考经典练 5．(2023·辽宁卷，T11)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。 4 5 2 3 1 五年高考经典练 测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1>m2)。将硬币甲放置在斜面上某一位置，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s0、s1、s2。 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (1)在本实验中，甲选用的是________(选填“一元”或“一角”)硬币。 解析：要使两硬币碰后都向右运动，硬币甲的质量应大于硬币乙的质量，由于一元硬币的质量大于一角硬币的质量，所以甲选用的是一元硬币。 一元 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (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)。 4 5 2 3 1 五年高考经典练 4 5 2 3 1 五年高考经典练 4 5 2 3 1 五年高考经典练 (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：______________________________________________________。 解析：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的原因：①可能两个硬币厚度不同，两硬币重心连线与水平面不平行；②两硬币碰撞内力不远远大于外力，动量守恒只是近似满足，即如果摩擦力非常大，动量守恒只是近似满足。 见解析 4 5 2 3 1 五年高考经典练 1 2 3 4 5 t1/s 0.49 0.67 1.01 1.22 1.39 t2/s 0.15 0.21 0.33 0.40 0.46 k＝ 0.31 k2 0.33 0.33 0.33 (8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则的理论表达式为____________(用m1和m2表示)，本实验中其值为__________(保留2位有效数字)；若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。 $