备考2019年高考物理一轮复习（课件+讲义+练习）：第六章 动量守恒定律及其应用 (7份打包)

实验七　验证动量守恒定律 板块一　主干梳理·夯实基础 　实验原理与操作 ◆　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′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒。 ◆　实验器材 方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。 方案二：带细绳的摆球(相同的两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。 方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。 方案四：斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。 ◆　实验步骤 1．方案一：利用气垫导轨验证一维碰撞中的动量守恒 (1)测质量：用天平测出滑块的质量。 (2)安装：正确安装好气垫导轨。 (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改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小)。 (4)验证：一维碰撞中的动量守恒。 2．方案二：利用摆球验证一维碰撞中的动量守恒 (1)测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2。 (2)安装：把两个等大的摆球用等长悬线悬挂起来。 (3)实验：一个摆球静止，拉起另一个摆球，放下时它们相碰。 (4)测速度：测量摆球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应摆球的速度；测量碰撞后摆球摆起的角度，从而算出碰撞后对应摆球的速度。 (5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验。 (6)验证：一维碰撞中的动量守恒。 3．方案三：利用光滑桌面上两小车相碰验证一维碰撞中的动量守恒 (1)测质量：用天平测出两小车的质量m1、m2。 (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的限位孔连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。 (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，把两小车连接在一起共同运动。 (4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v＝算出速度。 (5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验。 (6)验证：一维碰撞中的动量守恒。 4．方案四：利用平抛运动规律验证动量守恒定律 (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)按要求安装好实验装置，并调整斜槽使斜槽末端切线水平。 (3)白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置O。 (4)不放被碰小球，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)把被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽上同一高度自由滚下，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和被碰小球落点的平均位置N。 (6)测量OP、OM、ON的长度，在误差允许的范围内，看m1·OP＝m1·OM＋m2·ON是否成立。 (7)整理好实验器材并放回原处。 (8)实验结论：在误差允许的范围内，讨论碰撞系统的动量是否守恒。 　数据处理与分析 ◆　注意事项 1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 2．方案提醒 (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)若利用摆球进行验证，两摆球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直面内。 (3)利用两小车相碰进行验证时，要注意平衡摩擦力。 (4)利用平抛运动规律进行验证，安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜槽末端水平，且选质量较大的小球为入射小球。 3．探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不变。 ◆　误差分析 1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求。 (1)碰撞是否为一维。 (2)实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验时是否平衡掉摩擦力。 2．偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量。 3．改进措施 (1)设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件。 (2)采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差。 板块二　考点细研·悟法培优 考点实验方案及数据处理 1.实验方案 方案一：利用气垫导轨和光电门完成一维碰撞。 方案二：利用等长悬线挂等大小球完成一维碰撞。 方案三：在光滑水平面上，利用两小车和打点计时器完成一维碰撞。 方案四：利用斜槽上滚下的小球与被撞小球完成一维碰撞。 2．数据处理 (1)速度的测量 方案一：滑块速度的测量：v＝，式中Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。 方案二：摆球速度的测量：v＝，式中h为小球释放时(或碰撞后摆起的)高度，h