2025屆新高考物理熱點(diǎn)沖刺復(fù)習(xí)：實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

問題1.動(dòng)量守恒定律表達(dá)式？問題2.動(dòng)量守恒定律條件？m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)受外力的合力為零問題3:如何驗(yàn)證其動(dòng)量守恒？要測(cè)量哪些量？2025屆新高考物理熱點(diǎn)沖刺復(fù)習(xí)

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律方案一:利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證方案三：利用長木板上兩車碰撞驗(yàn)證方案二：利用斜槽滾球完成驗(yàn)證一.實(shí)驗(yàn)原理m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′二.實(shí)驗(yàn)方案方案一:利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)器材:氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計(jì)時(shí)器、天平、滑塊、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、撞針、橡皮泥等三種方式分別探究②如圖，在滑塊兩端裝上彈簧,使兩滑塊相互碰撞。③如圖，在兩滑塊上分別裝上撞針和橡皮泥，二者相碰撞后粘在一起。①如圖，用細(xì)線將彈簧片拉成弓形，放在兩個(gè)滑塊之間，并使它們靜止，然后燒斷細(xì)線，兩滑塊隨即向相反方向運(yùn)動(dòng)。該實(shí)驗(yàn)過程如何確定系統(tǒng)F合=0？導(dǎo)軌一定要水平（一）研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。將斜槽固定在鐵架臺(tái)上，使槽的末端水平。讓入射小球從斜槽上滾下，跟放在斜槽末端的另一個(gè)被碰小球發(fā)生正碰。1.兩個(gè)小球的質(zhì)量和體積大小有沒有要求？2.怎樣測(cè)量?jī)汕蚺鲎睬昂笏查g的速度呢？3.實(shí)驗(yàn)中是否可以不測(cè)量速度的具體數(shù)值？4.實(shí)驗(yàn)裝置中的重垂線起什么作用？5.如何記錄并測(cè)量小球飛出的水平距離？6.需要驗(yàn)證動(dòng)量守恒的關(guān)系式是什么？（二）研究斜槽末端小球碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。（2）體會(huì)將不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換為易測(cè)量的物理量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想。實(shí)驗(yàn)器材斜槽軌道、半徑相等的鋼球和玻璃球、白紙、復(fù)寫紙、小鉛錘、天平（附砝碼）、毫米刻度尺、圓規(guī)。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖（二）研究斜槽末端小球碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為m1和m2的兩小球A、B發(fā)生正碰，若碰撞前球A的速度為v1，球B靜止，碰撞后的速度分別為v1'和v2'，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，應(yīng)有：m1v1=m1v1'+m2v2'。

可采用“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中測(cè)量平拋初速度的方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。讓球A從同一位置C釋放，測(cè)出不發(fā)生碰撞時(shí)球A飛出的水平距離lOP，再測(cè)出球A、B碰撞后分別飛出的水平距離lOM、lON，如圖所示。只要驗(yàn)證m1lOP=m1lOM+m2lON，即可驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)步驟（1）取兩個(gè)大小相同的小球，用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2。（2）將斜槽固定在桌邊并使其末端水平。在地板上鋪白紙和復(fù)寫紙，通過小鉛錘將斜槽末端在紙上的投影記為點(diǎn)O。（3）首先讓球A從斜槽點(diǎn)C由靜止釋放，落在復(fù)寫紙上，如此重復(fù)多次。（4）再將球B

放在槽口末端，讓球A從點(diǎn)C由靜止釋放，撞擊球B，兩球落到復(fù)寫紙上，如此重復(fù)多次。（5）取下白紙，用圓規(guī)找出落點(diǎn)的平均位置點(diǎn)P、點(diǎn)M和點(diǎn)N，用刻度尺測(cè)出lOP、lOM

和lON。（6）改變點(diǎn)C

位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。數(shù)據(jù)分析及討論（1）將測(cè)量的數(shù)據(jù)記入你設(shè)計(jì)的表格中，并分析數(shù)據(jù)，形成結(jié)論。（2）分析該實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源，并提出減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。除氣墊導(dǎo)軌和小球碰撞實(shí)驗(yàn)外，你還能想到其他實(shí)驗(yàn)方案嗎?方案二：利用長木板上兩車碰撞完成驗(yàn)證1．實(shí)驗(yàn)器材光滑長木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(兩個(gè))、天平、撞針、橡皮泥．2.實(shí)驗(yàn)過程(1)測(cè)質(zhì)量(2)安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，如圖(3)實(shí)驗(yàn)：接通電源，讓小車A運(yùn)動(dòng)，小車B靜止，兩車碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)．通過紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離及時(shí)間，算出速度．(4)改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．(5)驗(yàn)證：m1v1＝(m1+m2)v共該實(shí)驗(yàn)過程如何確定系統(tǒng)F合=0？平衡摩擦方案三：利用斜槽滾球完成驗(yàn)證1．實(shí)驗(yàn)器材斜槽、小球(兩個(gè))、天平、復(fù)寫紙、白紙、圓規(guī)、鉛垂線等．m1·OP＝m1·OM＋m2·ON實(shí)驗(yàn)過程(1)用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颉?2)如圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置，調(diào)整固定斜槽使斜槽末端切線水平。(3)白紙?jiān)谙拢瑥?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好。記下重垂線所指的位置O。(4)不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次。用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置。(5)把被撞小球放在斜槽末端，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(shí)驗(yàn)10次。用步驟(4)的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N，如圖。(6)連接ON，測(cè)量線段OP、OM、ON的長度。將測(cè)量數(shù)據(jù)填入自制的表中。計(jì)算m1OP及m1OM＋m2ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。三、注意事項(xiàng)①斜槽末端的切線必須水平；②入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放；③選質(zhì)量較大的小球作為入射小球；④實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變．1．前提條件：碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”．2．方案提醒(1)若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行驗(yàn)證，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)，應(yīng)確保導(dǎo)軌水平(2)若利用兩小車相碰進(jìn)行驗(yàn)證，要平衡阻力．(3)若利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證：誤差:主要為測(cè)量、計(jì)算誤差1.用如圖所示的裝置可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在滑塊A和B相碰的端面上裝上彈性碰撞架，它們的上端裝有等寬的擋光片．(1)實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，借助光電門來檢驗(yàn)氣墊導(dǎo)軌是否水平的方法是______．(2)為了研究?jī)苫瑝K所組成的系統(tǒng)在彈性碰撞和完全非彈性碰撞兩種情況下的動(dòng)量關(guān)系，實(shí)驗(yàn)分兩次進(jìn)行．第一次：將滑塊A置于光電門1的左側(cè)，滑塊B靜置于兩光電門間的某一適當(dāng)位置．給A一個(gè)向右的初速度，通過光電門1的時(shí)間為Δt1，A與B碰撞后又分開，滑塊A再次通過光電門1的時(shí)間為Δt2，滑塊B通過光電門2的時(shí)間為Δt3.第二次：在兩彈性碰撞架的前端貼上雙面膠，同樣讓滑塊A置于光電門1的左側(cè)，滑塊B靜置于兩光電門間的某一適當(dāng)位置．給A一個(gè)向右的初速度，通過光電門1的時(shí)間為Δt4，A與B碰撞后粘連在一起，滑塊B通過光電門2的時(shí)間為Δt5.(1)使其中一個(gè)滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，看滑塊經(jīng)過兩光電門的時(shí)間是否相等，若相等，則導(dǎo)軌水平2．如圖5，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系．(1)下列器材選取或?qū)嶒?yàn)操作符合實(shí)驗(yàn)要求的是A．可選用半徑不同的兩小球B．選用兩球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1>m2C．小球m1每次必須從斜軌同一位置釋放D．需用秒表測(cè)定小球在空中飛行的時(shí)間(2)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通過僅測(cè)量________(填選項(xiàng)前的符號(hào))，間接地解決這個(gè)問題．A．小球開始釋放的高度hB．小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC．小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程BCC(3)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影點(diǎn)．實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程OP.然后把被碰小球m2靜止放在軌道的水平部分，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)．還要完成的必要步驟是__________．(填選項(xiàng)前的符號(hào))A．用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2B．測(cè)量小球m1開始釋放高度hC．測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HD．分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、NE．測(cè)量平拋射程OM、ON(4)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為________________________[用(2)中測(cè)量的量表示]；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)該滿足的表達(dá)式為________________________[用(2)中測(cè)量的量表示]．ADEm1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2m1·OP＝m1·OM＋m2·ON

3.如圖所示是用來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)下方桌子的邊緣有一豎直立柱．實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)懸點(diǎn)，使彈性球1靜止時(shí)恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高．將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時(shí)把球2放在立柱上．釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)．測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒．現(xiàn)已測(cè)出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a、B點(diǎn)離水平桌面的距離為b、C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c，彈性球1、2的質(zhì)量m1、m2.(1)還需要測(cè)量的量是____和______________．(2)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為______________．(忽略小球的大小)立柱高h(yuǎn)桌面離水平地面的高度H

BCD

8.551.45.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示。在小車M的前端粘有橡皮泥，給小車一初速度使之做勻速運(yùn)動(dòng)，之后與原來靜止的小車N相碰并粘成一體，二者繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)。在小車M后連接著紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用電源的頻率為50Hz，長木板一端墊著小木片以平衡摩擦力。（1）若已得到打點(diǎn)紙帶并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距如圖（b）所示。A為運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)，則應(yīng)選擇