2013年高考物理 考前指导 验证动量守恒定律

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1、2013年高考物理考前指导验证动量守恒定律【实验目的】研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒．【实验原理】利用图-1的装置验证碰撞中的动量守恒，让一个质量较大的球从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞，两球均做平抛运动．由于下落高度相同，从而导致飞行时间相等，我们用它们平抛射程的大小代替其速度．小球的质量可以测出，速度也可间接地知道，如满足动量守恒式m1v1=m1v1＇+m2v2＇，则可验证动量守恒定律．进一步分析可以知道，如果一个质量为m1，速度为v1的球与另一个质量为m2，速度为v2的球相碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1＇和v2＇，则由动量守恒

2、定律有：m1v1+m2v2=m1v1＇+m2v2＇【实验器材】两个小球（大小相等，质量不等）；斜槽；重锤线；白纸；复写纸；天平；刻度尺；圆规．【实验步骤】1.用天平分别称出两个小球的质量m1和m2；图-22.按图-2安装好斜槽，注意使其末端切线水平，并在地面适当的位置放上白纸和复写纸，并在白纸上记下重锤线所指的位置O点.3.首先在不放被碰小球的前提下，让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下，重复数次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括在圆内，则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点（图-40）；4.将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正

3、碰；5.让入射小球由某一定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤(3)的办法求出入球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N；6.过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度；7.将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围内）：m1·OP=m1·OM+m2·ON【注意事项】1．“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件．2．测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度．3．斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态．4．入射球的质量应大于被碰球的质量．5．入射球每次都必须从

4、斜槽上同一位置由静止开始滚下．方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球．6．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．7．m1·OP=m1·OM+m2·ON式中相同的量取相同的单位即可．【误差分析】误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同一水平面上，给实验带来误差．每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大，动量守恒的误差就越小．应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差．下列一些原因可能使实验产生误差：1．若两球不能正碰，则误差较大；2．斜槽末端若不水平，则得不到准确的平抛

5、运动而造成误差；3．O、P、M、N各点定位不准确带来了误差；4．测量和作图有偏差；5．仪器和实验操作的重复性不好，使得每次做实验时不是统一标准．【2013高考突破】1．(8分)在验证碰撞中的动量守恒的实验中，入射小球在斜槽轨道上释放点的高低对实验影响的下列说法正确的是(　　)A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度测量值越精确C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后总动量之差越小，误差越小D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越小2．(8分)现有下列A、B、C、D四个小球

6、，在做“验证动量守恒定律”的实验时，入射小球、被撞小球应分别选用(　　)A．质量20g，直径为3.2cmB．质量22g，直径为3.0cmC．质量为40g，直径为2.0cmD．质量为4g，直径为2.0cm3．(8分)在本实验中，产生误差的主要原因是(　　)A．碰撞前入射小球的速度方向，碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向B．小球在空气中飞行时受到空气阻力C．通过复写纸描得的各点，不是理想点，有一定的大小，从而带来作图上的误差D．测量长度时有误差4．(8分)做“验证碰撞中的动量守恒”实验中，称得小球的质量m1＝0.1kg，m2＝0.05kg，应选____

7、____做入射小球．斜槽末端边缘在白纸上的投影为O，碰撞前后两球多次落点的平均位置分别为P、M、N，但N点的位置模糊不清．请你根据动量守恒和图中的读数判定N点的位置应在________cm的刻度线上．【解析】　根据入射球质量大于被碰球质量的实验要求，应选质量为m1的小球做入射5．(8分)(1)“验证动量守恒定律”的实验装置原来的教科书采用图甲所示的方法，经过编者修改后，现行的教科书采用图乙所示的方法．两个实验装置的区别在于：①悬挂重垂线的位置不同；②图甲中设计有一个支