高考總復(fù)習物理課件6-4-實驗七驗證動量守恒定律

物理高三一輪總復(fù)習課件實驗七驗證動量守恒定律01020304備選訓(xùn)練

實驗基礎(chǔ)梳理

實驗熱點突破熱點一教材原型實驗

實驗熱點突破熱點二實驗拓展創(chuàng)新

原理裝置圖操作要領(lǐng)碰撞前：p＝m1v1＋m2v2碰撞后：p′＝m1v1′＋m2v2′(1)測質(zhì)量：用天平測出兩球的質(zhì)量(2)安裝：斜槽末端切線必須沿水平方向(3)起點：入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放(4)鋪紙：白紙在下，復(fù)寫紙在上且在適當位置鋪放好。記下重垂線所指的位置O。(5)測距離：用小球平拋的水平位移替代速度，用刻度尺量出O到所找圓心的距離。實驗基礎(chǔ)梳理一、實驗原理與操作實驗基礎(chǔ)梳理二、數(shù)據(jù)處理1．碰撞找點：把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實驗10次。標出碰后入射小球落點的平均位置M和被撞小球落點的平均位置N。如圖1所示。2．驗證：連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度。將測量數(shù)據(jù)填入表中，最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立。注意事項(1)碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”。(2)選質(zhì)量較大的小球作為入射小球，即m入＞m被碰。(3)實驗過程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變。誤差分析(1)主要來源于質(zhì)量m1、m2的測量。(2)小球落點的確定。(3)小球水平位移的測量。實驗熱點突破【例1】如圖，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。(1)實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過僅測量________(填選項前的符號)，間接地解決這個問題。A．小球開始釋放高度hB．小球拋出點距地面的高度HC．小球做平拋運動的射程(2)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先將入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP。然后，把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是__________。(填選項前的符號)A．用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2B．測量小球m1開始釋放高度hC．測量拋出點距地面的高度HD．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、NE．測量平拋射程OM、ON(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為_____________[用(2)中測量的量表示]。轉(zhuǎn)到解析答案(1)C

(2)ADE

(3)m1·OM＋m2·ON＝m1·OP命題角度1實驗原理及操作步驟實驗熱點突破轉(zhuǎn)回原題(1)安裝器材時要注意：固定在桌邊上的斜槽末端的切線要沿_____方向。(2)某次實驗中，得出小球落點情況如圖4所示(單位是cm)，P′、M、N分別是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落點的平均位置(把落點圈在內(nèi)的最小圓的圓心)，若入射小球和被碰小球質(zhì)量之比為m1∶m2＝4∶1。則兩球碰撞前的總動量為__________(用m1表示)，碰撞后的總動量為__________(用m1表示)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)兩球碰撞過程中動量________。實驗熱點突破命題角度2數(shù)據(jù)處理及分析【例2】某同學(xué)用如圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來“探究碰撞過程中的不變量”，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復(fù)這種操作10次。圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點。答案(1)水平(2)0.256m1

0.255m1守恒轉(zhuǎn)到解析實驗熱點突破解析(1)為保證小球滾落后做平拋運動，斜槽末端的切線要沿水平方向。(2)碰撞前：p＝m1·OP′＝0.256m1碰撞后：p′＝m1·OM＋m2·ON＝0.155m1＋0.4m2＝0.255m1由以上計算可知，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，兩球碰撞過程中動量守恒。答案

(1)水平(2)0.256m1

0.255m1守恒轉(zhuǎn)回原題實驗熱點突破熱點二實驗拓展創(chuàng)新命題角度1利用氣墊導(dǎo)軌驗證動量守恒定律【例3】某同學(xué)現(xiàn)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置來“驗證動量守恒定律”，在氣墊導(dǎo)軌右端固定一彈簧，滑塊b的右端有強粘性的膠水?；瑝Ka和擋光片的總質(zhì)量為m1＝0.620kg，滑塊b的質(zhì)量為m2＝0.410kg，實驗步驟如下：①按圖安裝好實驗器材后，接通氣源，先將滑塊a置于氣墊導(dǎo)軌上，然后調(diào)節(jié)底腳螺絲，直到輕推滑塊后，滑塊上的擋光片通過兩個光電門的時間________；②將滑塊b置于兩光電門之間，將滑塊a置于光電門1的右端，然后將滑塊a水平壓縮彈簧，滑塊a在彈簧的作用下向左彈射出去，通過光電門1后繼續(xù)向左滑動并與滑塊b發(fā)生碰撞；③兩滑塊碰撞后粘合在一起向左運動，并通過光電門2；④實驗后，分別記錄下滑塊a擋光片通過光電門1的時間t1，兩滑塊一起運動擋光片通過光電門2的時間t2。(1)完成實驗步驟①中所缺少的內(nèi)容。相等實驗熱點突破(1)完成實驗步驟①中所缺少的內(nèi)容。(2)實驗前用一游標卡尺測得擋光片的寬度d如圖乙所示，則d＝________cm。(3)設(shè)擋光片通過光電門的時間為Δt，則滑塊通過光電門的速度可表示為v＝________(用d、Δt表示)。(4)實驗中測得滑塊a經(jīng)過光電門1的速度為v1＝2.00m/s，兩滑塊經(jīng)過光電門2的速度為v2＝1.20m/s，將兩滑塊和擋光片看成一個系統(tǒng)，則系統(tǒng)在兩滑塊相互作用前、后的總動量分別為p1＝________kg·m/s，p2＝________kg·m/s(結(jié)果均保留3位小數(shù))。答案(1)相等(2)1.550

(3)d/Δt

(4)1.240

1.236實驗熱點突破轉(zhuǎn)回原題實驗熱點突破轉(zhuǎn)到解析①增加物塊A開始下滑時的高度②讓碰撞點盡量接近斜面底端實驗熱點突破轉(zhuǎn)回原題【例4】(2020·黑龍江哈爾濱六中檢測)某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置驗證動量守恒定律。實驗的主要步驟如下：(1)用游標卡尺測量小球A、B的直徑d，其示數(shù)均如圖乙所示，則直徑d＝________mm，用天平測得球A、B的質(zhì)量分別為m1、m2。(2)用兩條細線分別將球A、B懸掛于同一水平高度，且自然下垂時兩球恰好相切，球心位于同一水平線上。(3)將球A向左拉起使其懸線與豎直方向的夾角為α時由靜止釋放，與球B碰撞后，測得球A向左擺到最高點時其懸線與豎直方向的夾角為θ1，球B向右擺到最高點時其懸線與豎直方向的夾角為θ2。(4)若兩球碰撞前后的動量守恒，則其表達式為________________；若碰撞是彈性碰撞，則還應(yīng)滿足的表達式為________________。(用測量的物理量表示)課堂互動20.0轉(zhuǎn)到解析課堂互動轉(zhuǎn)回原題命題角度：利用光滑桌面上兩車的碰撞驗證動量守恒定律拓展訓(xùn)練2(2020·安徽蚌埠三模)如圖所示為“驗證動量守恒定律”的實驗裝置，兩個帶有等寬遮光條的滑塊A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，在A、B間鎖定一壓縮的輕彈簧，將其置于氣墊導(dǎo)軌上。已知A到C與B到D的距離相等，遮光條的寬度為d。接通充氣開關(guān)，解除彈簧的鎖定，彈簧將兩滑塊沿相反方向彈開，光電門C、D記錄下兩遮光條通過的時間分別為t1和t2。(1)本實驗需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，調(diào)節(jié)方案是___________________________________________________________________________________________________。(2)調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平后進行實驗，若關(guān)系式_________成立，則說明該實驗動量守恒。(3)某次實驗未接通充氣開關(guān)，鎖定時彈簧壓縮的長度不變，光電門C、D記錄下兩遮光條通過的時間分別為t3和t4，兩滑塊與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)相同，若要測出該動摩擦因數(shù)，還需要測量的量是______________________。課堂互動(3)兩滑塊到光電門的距離接通充氣開關(guān)，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌使滑塊能靜止在導(dǎo)軌上或使滑塊經(jīng)兩個光電門的時間相等轉(zhuǎn)到解析課堂互動轉(zhuǎn)回原題備選訓(xùn)練1.某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器“探究碰撞中的不變量”的實驗，在小車A的前端粘有橡皮泥，設(shè)法使小車A做勻速直線運動，然后與原來靜止的小車B相碰并黏在一起繼續(xù)做勻速運動，如圖所示。在小車A的后面連著紙帶，電磁打點計時器的頻率為50Hz。(1)若已得到打點紙帶如圖8所示，并測得各計數(shù)點間的距離。則應(yīng)選圖中________段來計算A碰前的速度，應(yīng)選________段來計算A和B碰后的速度。(2)已測得小車A的質(zhì)量mA＝0.40kg，小車B的質(zhì)量mB＝0.20kg，則由以上結(jié)果可得碰前mAvA＋mBvB＝________kg·m/s，碰后mAvA′＋mBvB′＝________kg·m/s。(3)從實驗數(shù)據(jù)的處理結(jié)果來看，A、B碰撞的過程中，可能哪個物理量是不變的？______________。

BC

轉(zhuǎn)到解析DE

0.420

0.417

mv備選訓(xùn)練轉(zhuǎn)回原題2．氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦，我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖10所示，采用的實驗步驟如下：

a．松開手的同時，記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作，當A、B滑塊分別碰到C、D擋板時計時器結(jié)束計時，分別記下A、B到達C、D的運動時間t1和t2。

b．在A、B間水平放入一個輕彈簧，用手壓住A、B使彈簧壓縮，放置在氣墊導(dǎo)軌上，并讓它靜止在某個位置。

c．給導(dǎo)軌送氣，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平。

d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離l1，B的右端至D板的距離l2。(1)實驗步驟的正確順序是__________。

(2)實驗中還需要的測量儀器是__________，還需要測量的物理量是___________________。

(3)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是___________________。備選訓(xùn)練解析顯隱cbda天平兩滑塊的質(zhì)量m1、m23．用如圖11甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球碰撞來驗證動量守恒定律，實驗時先使質(zhì)量為mA的A球從斜槽上某一固定點G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡，把質(zhì)量為mB的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)這種操作10次，得到了如圖乙所示的三個落地處。(1)請在圖乙中讀出OP＝______cm。(2)由乙圖可以判斷出R是______球的落地點，Q是______球的落地點。(3)為了驗證碰撞前后動量守恒，該同學(xué)只需驗證表達式___________________________。備選訓(xùn)練解析顯隱17.5B

AmAOQ＝mAOP＋mBOR

備選訓(xùn)練