2020高考物理一轮复习 第六章 实验七 验证动量守恒定律学案（含解析）

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1、实验七　验证动量守恒定律主干梳理对点激活　验证动量守恒定律。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′，计算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒。[实验方案一]　利用滑块和气垫导轨完成实验[实验器材]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、橡皮泥等。[实验步骤]1．用天平测出滑块质量。2．正确安装好气垫导轨。3．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和方向)。[数据处理]1．滑块速度的测量：v＝，

2、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为光电计时器显示的滑块挡光片经过光电门的时间。2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。[实验方案二]　利用等长摆球完成实验[实验器材]带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。[实验步骤]1．用天平测出两个等大小球的质量m1、m2。2．把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。3．一个小球静止，拉起另一个小球，放下后它们相碰。4．测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。5．改变碰撞条件，重复实验。[数据处理]1．摆球速度的测量：v＝

3、，式中h为小球释放时(或碰撞后摆起)的高度，h可用刻度尺测量(也可由量角器和摆长计算出)。2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。[实验方案三]　利用小车和打点计时器完成实验[实验器材]光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、重物、天平、撞针、橡皮泥。[实验步骤]1．用天平测出两小车的质量。2．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。3．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，把两小车连接成一个整体运动。4．通过纸带上两计数点间的距离及时间，由v＝算出速度。5．改变碰撞条

4、件，重复实验。[数据处理]1．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为小车经过距离Δx所用的时间，可由打点间隔算出。2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。[实验方案四]　利用斜槽滚球验证动量守恒定律[实验器材]斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。[实验步骤]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(避免入射小球反弹)。2．按照如图所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端水平。3．白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置O。4．不放被撞小球，每次让入射小球(质量为m1)从斜槽上某固定高度处自

5、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．把被撞小球(质量为m2)放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，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和被撞小球落点的平均位置N。如图所示。6．连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中。[数据处理]验证的表达式：m1·＝m1·＋m2·，看在误差允许的范围内是否成立。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

6、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。(3)若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力。(4)若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。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(即正碰)，为此两球应等大，且速度沿球心连线方向。(2)实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平，用长木板实验时是否平衡了摩擦力。2．偶然误差：主要来源于质量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的测量。考点细研悟法培优对应学生用书P142考点1　

7、实验原理与操作　　　　例1　某实验小组用图甲所示的装置验证动量守恒定律。实验时，先将金属小球A从斜槽上某一固定位置由静止释放，A从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次。把相同半径的塑料小球B放在与斜槽末端等高的支柱上，让A仍从斜槽上同一位置由静止释放，与B碰撞后，A、B分别在记录纸上留下落点痕迹，重复10次。图中O点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点，M、P、N分别为小球落点的痕迹，小