《高考备考指南 理科综合 物理》课件-实验7

碰撞与动量守恒第六章实验七验证动量守恒定律栏目导航01知识梳理回顾03随堂限时集训02考点各个击破04配套训练知识梳理回顾1一、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．二、实验方法1．实验方案一利用气垫导轨完成一维碰撞．(1)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．(2)实验步骤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．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(改变滑块的质量；改变滑块的初速度大小和方向)碰撞前后的速度．④验证：一维碰撞中的动量守恒．2．实验方案二利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验．(1)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．(2)实验步骤①测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2.②安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来．③实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰．④测速度：可以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．实验方案三在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验．(1)实验器材：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥．(2)实验步骤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．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．(2)实验装置如图所示．(3)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．②按照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小球所有的落点都圈在里面．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和被撞小球落点的平均位置N.如图所示．三、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，用等长悬线悬挂后两小球刚好接触，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)若利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即：m1>m2，防止碰后m1被反弹．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．考点各个击破2例1

(2017年河东二模)某同学用如图所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒．该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下，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由静止开始滑下，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由静止开始滑下，和B球碰撞后，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，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，E、F、J是实验中小球落点的平均位置．考点1实验原理的考查(1)为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为：A球的直径______B球的直径(填“大于”“等于”或“小于”)；为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为mA______mB(填“大于”“等于”或“小于”)；(3)已知两小球质量mA和mB，该同学通过实验数据证实A、B两球在碰撞过程中动量守恒，请你用图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是____________．B．在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置．C．给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平．D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；B的右端至D板的距离L2.(1)实验步骤的顺序是________．(2)实验中还需要的测量仪器是________，还需要测量的物理量是________．(3)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________．(4)实验中弹簧与A、B滑块是粘连好还是不粘连好？理由是__________．验证动量守恒定律实验时，要注意等效替代在实验中的运用，从而明确将速度转化为位移关系得出可以直接验证的表达式．例2

(2017年鹤壁模拟)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．考点2实验数据的处理和计算(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间，已知碰后两滑块一起运动；⑥先_______________，然后_______________，让滑块带动纸带一起运动；练2

(2017年晋中模拟)用如图甲所示的气垫导轨来验证动量守恒定律，用频闪照相机闪光4次拍得照片如图乙所示，已知闪光时间间隔为Δt＝0.02s，闪光本身持续时间极短，已知在这4次闪光的时间内A、B均在0～80cm范围内且第一次闪光时，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＝