2019版高考物理一轮复习实验增分专题7验证动量守恒定律学案

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1、实验七　验证动量守恒定律考纲要求考情分析命题趋势验证动量守恒定律2014·全国卷Ⅱ，35(2)高考对本部分知识的考查主要以计算题的形式出现．高考试题往往结合碰撞等实际过程综合考查实验原理和误差分析．学习中要深刻理解验证动量守恒定律的原理和方法.知识梳理·夯实基础一、实验目的验证碰撞中的动量守恒．二、实验原理在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1和m2及碰撞前、后物体的速度v1、v2及v′1、v′2，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v′1＋m2v′2，看碰撞前、后动量是否守恒．三、实验器材方案一：利用气垫导轨完成

2、一维碰撞实验气垫导轨、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：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥．方案三：利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重锤线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板．四、实验步骤方案一：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

3、度(①改变滑块的质量；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．方案二：在光滑桌面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，把两小车连接成一体运动．(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．(7)验证：一维碰撞中的动量守恒．方案三：

4、利用等大小球做平抛运动完成一维碰撞实验(1)先用天平测出小球质量m1、m2.(2)按如图所示安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，调节实验装置使两小球碰时处于同一水平高度，且碰撞瞬间入射小球与被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行，以确保正碰后的速度方向水平．(3)在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸．(4)在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置．(5)先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度处滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射小球发生碰撞前的落地点的平衡位置P

5、.(6)把被碰小球放在斜槽的末端，让入射小球从同一高度滚下，使它发生正碰，重复10次，仿上一步骤求出入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N.(7)过O和N在纸上作一直线．(8)用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度．五、数据处理方案一：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：小车速度的测量：v＝，式中Δx是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，Δt为小车经过Δx的时间，可由打点间隔算出．方案三：把两小球的质量和相应的数值

6、代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看是否成立．六、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实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平．(2)若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直面内．(3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力．(4)若利用斜槽小球碰撞应注意：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

7、槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．3．探究结论寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变．七、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)碰撞是否为一维碰撞．(2)实验是否满足动量守恒的条件．如气垫导轨是否水平，两摆球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力．2．偶然误差主要来源于质量m和速度v的测量．核心考点·分层突破考点1　数据处理[例1]某同学用如图甲所示的气垫导轨来验证动量守恒定律，实验时用频闪照相机闪光4次拍得照片如图乙所示．已知闪光时间间隔Δt＝0.02s，不计闪光本身持续时间，已知在这4次闪光的时间内滑块A、B均在0～

8、80cm范围内，第一次闪光时，A恰好过x＝55cm处，B恰好过x＝70cm处，则由图可知：(1)两滑块在x＝__60__cm处相碰；(2)两滑块在第一次闪光后t＝_