通用版2018高考物理一轮复习第6章动量实验7验证动量守恒定律教师用书.doc

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1、实验七　验证动量守恒定律一、实验目的验证动量守恒定律二、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．三、实验方案举例1．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．如图实71所示：图实71(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和方向)．(4)验证：一维碰撞中的动量守恒．2．

2、方案二：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(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)按照如图实72所示安装实验装置，调整固定斜槽使斜槽底端水平．图实72(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)不放被撞小球，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)把被撞小球放在斜槽末端，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

3、被碰小球落点的平均位置N.如图实73所示．图实73(6)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度．将测量数据填入表中．最后代入m1＝m1＋m2，看在误差允许的范围内是否成立．考点一

4、实验原理与操作[母题]　如图实74，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．图实74(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程(2)图中O点是小球抛出点在地

5、面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号)A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM、ON(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________[用(2)中测量的量

6、表示]；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为________________[用(2)中测量的量表示]．【解析】　(1)小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v＝.而由H＝gt2知，每次竖直高度相等，平抛时间相等．即m1＝m1＋m2；则可得m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.故只需测量射程，因而选C.(2)由表达式知：在OP已知时，需测量m1、m2、OM和ON，故必要步骤A、D、E.(3)若为弹性碰撞，同时还满足机械能守恒．m12＝m12＋m22m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2.【答案】　(1)C　(2)ADE　(3)m1

7、·OM＋m2·ON＝m1·OP　m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2[借题悟法·核心点拨]1.实验原理的理解[第(1)、(2)问](1)小球碰撞前后的速度可以通过平抛运动算出.(2)公式v＝＝，由于H、g相同，故只需测射程x就可求速度.(3)测x时，应注意平均落点的确定方法．用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括在圆内，则圆心就是小球落点的平均位置(如图所示).2.弹性碰撞的特点[第(3)问](1)动量守恒：用测量的射程表示为m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.(2)碰撞前后动能相等：即m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2.[母题迁

8、移]　某同学用如图实75甲所示的装置通过半径相同的A、B两球(mA>mB)的碰撞来验证动量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下和B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次．图甲中O点是水平槽末端R在记录纸上的竖直投影点．B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对

9、齐．甲乙图实75(1)碰撞后B球的水平射程应取为________cm；(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？________(填选项号)A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O