1、第六章 动量动量和动量守恒定律和动量守恒定律 实验八 验证动量守恒定律 1 实验知识自主回顾 2 核心考点重点突破 3 2年高考1年模拟 1 实验知识自主回顾 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 一一、实验原理实验原理 在一维碰撞中在一维碰撞中，测出物体的质量测出物体的质量m和碰撞前和碰撞前、后物体的速度后物体的速度v、 v，算出碰撞前的动量算出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量及碰撞后的动量pm1v1 m2v2，看碰撞前后动量是否相等看碰撞前后动量是否相等。 二二、实验器材实验器材 斜槽斜槽、小球小球(两个两个)、_、直尺直尺、复写纸复写纸、白纸白纸、圆规圆
2、规、重垂重垂 线线。 天平天平 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 三三、实验步骤实验步骤 (1)用天平测出两小球的质量用天平测出两小球的质量，并选定质量并选定质量 大的小球为入射小球大的小球为入射小球。 (2)按照如图甲所示安装实验器材按照如图甲所示安装实验器材。调整调整、 固定斜槽使斜槽底端水平固定斜槽使斜槽底端水平。 (3)白纸在下白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺复写纸在上且在适当位置铺 放好放好。记下重垂线所指的位置记下重垂线所指的位置O。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (4)不放被撞小球不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度
3、处自由滚下让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重重 复复10次次。用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面。圆心圆心P就就 是小球落点的平均位置是小球落点的平均位置。 (5)把被撞小球放在斜槽末端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让入射小球从斜槽同一高度自由滚 下下，使它们发生碰撞使它们发生碰撞，重复实验重复实验10次次。用步骤用步骤(4)的方法的方法，标出碰后入射标出碰后入射 小球落点的平均位置小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置和被撞小球落点的平均位置N。如图乙所示如图乙所示。 高考一轮总复习 物理 第六章 动
4、量和动量守恒定律 返回导航 (6)连接连接ON，测量线段测量线段OP、OM、ON的长度的长度。将测量数据填入表将测量数据填入表 中中。最后代入最后代入_，看在误差允许的范围内是看在误差允许的范围内是 否成立否成立。 (7)整理好实验器材整理好实验器材，放回原处放回原处。 (8)实验结论：在实验误差允许范围内实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒碰撞系统的动量守恒。 m1 OPm1 OMm2 ON 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 五五、注意事项注意事项 (1)斜槽末端的切线必须斜槽末端的切线必须_； (2)入射小球每次都必须从斜槽入射小球每次都必须从斜槽_
5、高度由高度由_释放；释放； (3)选质量较选质量较_的小球作为入射小球；的小球作为入射小球； (4)实验过程中实验桌实验过程中实验桌、斜槽斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变记录的白纸的位置要始终保持不变。 四、数据处理四、数据处理 验证表达式：验证表达式：m1 OPm1 OMm2 ON。 水平水平 同一同一 静止静止 大大 2 核心考点重点突破 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (2020 江苏启东中学期末江苏启东中学期末)某同学利用打点计时器和气垫导某同学利用打点计时器和气垫导 轨做轨做“探究碰撞中的不变量探究碰撞中的不变量”的实验的实验，气垫导轨装置如图甲所示气
6、垫导轨装置如图甲所示。 考点一考点一 教材原型实验教材原型实验 例例1 甲甲 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (1)下面是实验的主要步骤：下面是实验的主要步骤： 安装好气垫导轨安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；使导轨水平； 向气垫导轨内通入压缩空气；向气垫导轨内通入压缩空气； 把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿将纸带穿 过打点计时器越过弹射架并固定在滑块过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端的左端，调节打点计时器的高调节打点计时器的高 度度，直至滑块直至滑
7、块1拖着纸带移动时拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；纸带始终在水平方向； 滑块滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； 把滑块把滑块2放在气垫导轨的中间；放在气垫导轨的中间； 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 先先_，然后，然后_，让滑块，让滑块 1 带动带动 纸带一起运动；纸带一起运动； 取下纸带，重复步骤取下纸带，重复步骤，选出一条较理想的纸带，如图乙所，选出一条较理想的纸带，如图乙所 示；示； 乙乙 测得滑块测得滑块 1(包括撞针包括撞针)的质量为的质量为 310 g，滑块，滑块 2(包括橡皮泥包括橡皮泥)的质量的质量 为为 205
8、g； 接通打点计时器的电源接通打点计时器的电源 放开滑块放开滑块1 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 试完善实验步骤试完善实验步骤的内容的内容。 (2)已知打点计时器每隔已知打点计时器每隔0.02 s打一个点打一个点，计算可知计算可知，两滑块相互作两滑块相互作 用前质量与速度的乘积之和为用前质量与速度的乘积之和为_ kg m/s；两滑块相互作用以后质；两滑块相互作用以后质 量与速度的乘积之和为量与速度的乘积之和为_ kg m/s。(结果均保留三位有效数字结果均保留三位有效数字) (3) 试 说 明试 说 明 (2) 中 两 结 果 不 完 全 相 等 的 主 要 原
9、因 是中 两 结 果 不 完 全 相 等 的 主 要 原 因 是 _。 0.620 0.618 纸带与打点计时器间有摩擦纸带与打点计时器间有摩擦 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 解析解析 (1)先接通打点计时器的电源，然后放开滑块先接通打点计时器的电源，然后放开滑块 1。 (2)滑块滑块 1 与弹簧分离后做匀速运动，跟滑块与弹簧分离后做匀速运动，跟滑块 2 发生碰撞后一起做匀发生碰撞后一起做匀 速运动， 根据纸带的数据得， 碰撞前滑块速运动， 根据纸带的数据得， 碰撞前滑块1的动量为的动量为p1m1v10.3100.2 0.1 kg m/s0.620 kg m/s，
10、滑块，滑块 2 的动量为零，所以碰撞前的总的动量为零，所以碰撞前的总动量为动量为 0.620 kg m/s；碰撞后滑块；碰撞后滑块 1、2 速度相等，所以碰撞后的总动量为速度相等，所以碰撞后的总动量为 p2(m1 m2)v2(0.3100.205)0.168 0.14 kg m/s0.618 kg m/s。 (3)主要原因是纸带与打点计时器间有摩擦力的作用。主要原因是纸带与打点计时器间有摩擦力的作用。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 变式训练变式训练1某同学用图甲所示的装置来验证动量守恒定律某同学用图甲所示的装置来验证动量守恒定律，A、 B为半径相同的小球为半径相同
11、的小球(mAmB)，图中图中PQ是斜槽是斜槽，QR为水平槽为水平槽。实验时先实验时先 使使A球从斜槽上某一位置球从斜槽上某一位置G由静止释放由静止释放，落到位于水平地面的记录纸落到位于水平地面的记录纸 上上，留下痕迹留下痕迹。多次重复上述操作多次重复上述操作，得到多个落点痕迹得到多个落点痕迹。再把再把B球放在球放在 水平槽末端水平槽末端，让让A球仍从位置球仍从位置G由静止释放由静止释放。两球碰撞后两球碰撞后，A、B球分别球分别 在记录纸上留下各自的落点痕迹在记录纸上留下各自的落点痕迹，多次重复该操作多次重复该操作。图甲中图甲中O点是水平点是水平 槽末端槽末端R在记录纸上的竖直投影点在记录纸上的
12、竖直投影点。B球落点痕迹如图乙所示球落点痕迹如图乙所示，图中米尺图中米尺 的零刻度线与的零刻度线与O点对齐点对齐(未画出未画出)。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (1)碰撞后碰撞后B球的水平射程应为球的水平射程应为_ cm； 65.5(0.3) 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (2)以下选项中的物理量是本次实验中必须测量的是以下选项中的物理量是本次实验中必须测量的是_。(填选填选 项前的字母项前的字母) AA球未与球未与B球碰撞时的平均落点到球碰撞时的平均落点到O点的距离点的距离 BA球与球与B球碰撞后的平均落点到球碰撞后的平均落点到O
13、点的距离点的距离 CA球和球和B球的直径球的直径 DA球和球和B球的质量球的质量 E水平槽面相对于水平槽面相对于O点的高度点的高度 ABD 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 解析解析 (1)由题图乙可知，取由题图乙可知，取 B 球落点的平均位置，则碰撞后球落点的平均位置，则碰撞后 B 球球 的水平射程应为的水平射程应为 65.5 cm； (2)本实验需要验证的方程是本实验需要验证的方程是 mA OKmA ONmB OM(其中的其中的 K、 N、M 分别是分别是 A 球碰撞前的平均落点、球碰撞前的平均落点、A 球碰撞后的平均落点以及球碰撞后的平均落点以及 B 球球 碰撞
14、后的平均落点碰撞后的平均落点)，则需要测量的物理量有两球的质量，则需要测量的物理量有两球的质量 mA、mB，水平，水平 槽上未槽上未放放 B 球时，球时，A 球平均落点位置到球平均落点位置到 O 点的距离点的距离OK，A 球与球与 B 球碰球碰 撞后，两球的平均落点位置到撞后，两球的平均落点位置到 O 点的距离点的距离ON和和OM，故，故 A、B、D 正确，正确， C、E 错误。错误。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 验证动量守恒实验创新主要是两种途径：验证动量守恒实验创新主要是两种途径： (1)用新器材实现实验方式的创新用新器材实现实验方式的创新，比如使用气垫导轨
15、来减少摩擦力比如使用气垫导轨来减少摩擦力 对实验的影响对实验的影响。 (2)从实验模型角度进行创新从实验模型角度进行创新，因此所有满足动量守恒定律的模型均因此所有满足动量守恒定律的模型均 可以用来验证动量守恒可以用来验证动量守恒。 考点二考点二 实验拓展创新实验拓展创新 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 为了为了验证碰撞过程中的动量和能量是否守恒验证碰撞过程中的动量和能量是否守恒，某中学高三某中学高三 物理兴趣小组找来了一端倾斜物理兴趣小组找来了一端倾斜、另一端水平的光滑轨道另一端水平的光滑轨道，如图所示如图所示。在在 距离水平部分高为距离水平部分高为h处和水平部分安
16、装了处和水平部分安装了1、2两个光电门两个光电门，然后找来两然后找来两 个直径均为个直径均为d但质量分别为但质量分别为mA和和mB的小球的小球A、B进行实验进行实验。先将小球先将小球B静静 置在水平轨道上两光电门之间置在水平轨道上两光电门之间，让小球让小球A从倾斜轨道上较高位置释放从倾斜轨道上较高位置释放， 光电门光电门1记录了小球记录了小球A碰撞前后通过的时间碰撞前后通过的时间t1、t1， 例例2 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 光电门光电门2记录了碰后小球记录了碰后小球B通过的时间通过的时间t2。通过对实验结果的分析可知通过对实验结果的分析可知mA _(填填“大
17、于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”)mB，若满足若满足关系式关系式_， 则说明碰撞过程中能量守恒则说明碰撞过程中能量守恒。如果两小球的位置互换如果两小球的位置互换，该实验该实验_(填填 “能能”或或“不能不能”)成功成功。 小于小于 能能 mA t2 1 mA t2 1 mB t2 2 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 解析解析 本题考查利用弧形导轨和光电门探究动量守恒定律本题考查利用弧形导轨和光电门探究动量守恒定律。 由题意可知由题意可知，两个直径相同的小球在光滑的水平面上发生碰撞两个直径相同的小球在光滑的水平面上发生碰撞，要要 验证系统动量守恒验证系统动量守
18、恒，则必定要测出碰撞前后小球的速度则必定要测出碰撞前后小球的速度，由于小球由于小球A通通 过光电门过光电门1的时间有两个的时间有两个，则说明小球则说明小球A碰撞前后两次通过光电门碰撞前后两次通过光电门1，即即 碰撞后小球碰撞后小球A的速度反向的速度反向，则小球则小球A的质量小于小球的质量小于小球B的质量；的质量； 由机械能守恒定律可以求出两个小球碰撞前后由机械能守恒定律可以求出两个小球碰撞前后 v2 A 2gh d t1 2， ， v2 A 2gh d t1 2， ，v2 B d t2 2， ， 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 若碰撞前后机械能守恒，则有若碰撞前后机
19、械能守恒，则有 1 2mAv 2 A 1 2mAv 2 A 1 2mBv 2 B， ， 将以上各式代入并化简可得将以上各式代入并化简可得mA t2 1 mA t2 1 mB t2 2。 。 若把两球的位置互换，则碰撞后若把两球的位置互换，则碰撞后 B 球不会反弹，但球不会反弹，但 B 球碰后可以通球碰后可以通 过光电门过光电门 2，则仍可求出碰撞后两球，则仍可求出碰撞后两球的速度，同样也能验证该过程动量的速度，同样也能验证该过程动量 及机械能是否守恒。及机械能是否守恒。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 变式训练变式训练2(2020 江西南昌一中月考江西南昌一中月考)
20、某研究小组设计了如下实某研究小组设计了如下实 验来验证动量守恒定律：两条相同的细线分别挂着两个等体积小球验来验证动量守恒定律：两条相同的细线分别挂着两个等体积小球，质质 量分别是量分别是m1和和m2，中间夹有一轻弹簧中间夹有一轻弹簧，再用一细线穿过弹簧连接两球再用一细线穿过弹簧连接两球， 弹簧处于压缩状态但不与小球粘接弹簧处于压缩状态但不与小球粘接。用火烧断细线用火烧断细线，两球分别向左两球分别向左、右右 运动运动，测出它们最大的摆角分别为测出它们最大的摆角分别为、，如图所示如图所示。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (1)实验过程中实验过程中，_(填填“有有”或或
21、“没有没有”)必要测出竖直细线的必要测出竖直细线的 长度长度。 (2)理论上理论上，质量大的小球摆角质量大的小球摆角_。(填填“大大”或或“小小”) (3)试写出验证动量守恒的表达式：试写出验证动量守恒的表达式：_。 (用题中所给物理量表示用题中所给物理量表示) 没有没有 小小 m11cos m21cos 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 解析解析 设竖直细线的长度为设竖直细线的长度为 L， 烧断细线过程两球组成的系统在水， 烧断细线过程两球组成的系统在水 平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得 m1v1m2v
22、20， 烧断细线后小球摆动过程机械能守恒，由机械能守恒定律可知，对左侧烧断细线后小球摆动过程机械能守恒，由机械能守恒定律可知，对左侧 小球有小球有1 2m1v 2 1 m1gL(1cos )，对右侧小球有，对右侧小球有1 2m2v 2 2 m2gL(1cos )， 整理得整理得 m11cos m21cos 。 (1)根据以上分析可知实验过程中，没有必要测出竖直细线的长度；根据以上分析可知实验过程中，没有必要测出竖直细线的长度； (2)由由 m11cos m21cos 可知，质量大的小球摆角小；可知，质量大的小球摆角小； (3)由以上推导过程可知，实验需要验证的表达式是由以上推导过程可知，实验需
23、要验证的表达式是 m21cos m21cos 。 3 2年高考1年模拟 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 1(2020 山东淄博十中期末山东淄博十中期末)某同学用图甲所示的装置验证动量守某同学用图甲所示的装置验证动量守 恒定律恒定律。图中图中AB为斜槽为斜槽，BC为水平槽为水平槽。 甲甲 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (1)下列说法正确的是下列说法正确的是_。 A该实验要求入射小球的质量应大于被碰小球的质量该实验要求入射小球的质量应大于被碰小球的质量 B该实验要求入射小球和被碰小球必须是金属材质该实验要求入射小球和被碰小球必须是金属材质
24、C该实验通过测量入射小球从斜槽上由静止释放的点到水平槽的该实验通过测量入射小球从斜槽上由静止释放的点到水平槽的 竖直距离竖直距离h得到小球碰撞前的速度得到小球碰撞前的速度 D该实验通过测量小球做平抛运动的竖直位移间接得到小球碰撞该实验通过测量小球做平抛运动的竖直位移间接得到小球碰撞 前前、后的速度后的速度 A 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (2)实验时先使入射小球从斜槽上某一固定位置实验时先使入射小球从斜槽上某一固定位置S多次由静止释放多次由静止释放， 落到位于水平地面的记录纸上并留下痕迹落到位于水平地面的记录纸上并留下痕迹，从而确定从而确定P点的位置；再把点的位
25、置；再把 被碰小球放在水平槽末端被碰小球放在水平槽末端，让入射小球仍从位置让入射小球仍从位置S多次由静止释放多次由静止释放，跟跟 被碰小球碰撞后被碰小球碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定从而确定 M、N点的位置点的位置。实验中实验中，确定确定P点位置时多次落点的痕迹如图乙所示点位置时多次落点的痕迹如图乙所示， 刻度尺的零刻度线与刻度尺的零刻度线与O点对齐点对齐，则则OP_ cm。 乙乙 39.80 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (3)该实验若要验证两小球碰撞前该实验若要验证两小球碰撞前、后的动量是否守恒后的动
26、量是否守恒，需要分别测需要分别测 量记录纸上量记录纸上M点距点距O点的距离点的距离LOM、P点距点距O点的距离点的距离LOP、N点距点距O点的点的 距离距离LON。除此之外除此之外，还需要测量的物理量是还需要测量的物理量是_，需要验证需要验证 的关系式为的关系式为_(其中涉及需要测量的物理量请用自其中涉及需要测量的物理量请用自 己设定的字母表示己设定的字母表示)。 两球的质量两球的质量 m1LOPm1LOMm2LON 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 解析解析 (1)要使两球发生对心正碰，两球半径应相等，为防止入射球要使两球发生对心正碰，两球半径应相等，为防止入射球
27、碰撞后反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量，而对小球的材质无碰撞后反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量，而对小球的材质无 严格的要求，故严格的要求，故 A 正确，正确，B 错误；入射小球从斜面上由静止下落过程中会错误；入射小球从斜面上由静止下落过程中会 受到斜面的摩擦力作用，由于摩擦力做功未知，所以不能通过测量入射小受到斜面的摩擦力作用，由于摩擦力做功未知，所以不能通过测量入射小 球从斜槽上由静止释放的点到水平槽的竖直距离球从斜槽上由静止释放的点到水平槽的竖直距离 h 得到小球碰撞前的速得到小球碰撞前的速 度，故度，故 C 错误；两球碰撞前后均做平抛运动，平抛的初速度为错误；两球碰撞前
28、后均做平抛运动，平抛的初速度为 vx t ，竖直，竖直 高度相同，则下落时间相等，故只需要测量两球平抛的水平位移而不需要高度相同，则下落时间相等，故只需要测量两球平抛的水平位移而不需要 测量竖直位移就能间接得到小球碰撞前、后的速度，故测量竖直位移就能间接得到小球碰撞前、后的速度，故 D 错误。错误。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (2)为减小实验误差， 则落点痕迹中心到为减小实验误差， 则落点痕迹中心到 O 点的距离即为点的距离即为 OP 的长度，的长度， 图乙中刻度尺的分度值是图乙中刻度尺的分度值是 1 mm，估读到，估读到 0.1 mm，所以，所以 OP39.
29、80 cm。 (3)据平抛运动规律可知，落地高度相同，则运动时间相同，设两球据平抛运动规律可知，落地高度相同，则运动时间相同，设两球 落地时间为落地时间为 t，则，则 v0LOP t ，v1LOM t ，v2LON t ；设入射小球的质量为；设入射小球的质量为 m1， 被碰小球的质量为被碰小球的质量为 m2，根据动量守恒定律有，根据动量守恒定律有 m1v0m1v1m2v2，可得验，可得验 证的表达式为证的表达式为 m1LOPm1LOMm2LON，还需要测量的物理量是两球的质，还需要测量的物理量是两球的质 量。量。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 2(2020 广东佛
30、山一中期中广东佛山一中期中)某物理兴趣小组利用如图甲所示的装某物理兴趣小组利用如图甲所示的装 置进行验证动量守恒定律及测量平台上置进行验证动量守恒定律及测量平台上A点左侧与滑块点左侧与滑块a之间的动摩擦因之间的动摩擦因 数的实验数的实验。在足够大的水平平台上的在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门点放置一个光电门，水平平台上水平平台上A 点右侧摩擦很小点右侧摩擦很小，可忽略不计可忽略不计，左侧为粗糙水平面左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大当地重力加速度大 小为小为g。采用的实验步骤如下：采用的实验步骤如下： A在小滑块在小滑块a上固定一个宽度为上固定一个宽度为d的的窄窄 挡光挡光片；片； B
31、用天平分别测出小滑块用天平分别测出小滑块a(含挡光片含挡光片)和和 小球小球b的质量的质量ma、mb； 甲甲 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 C在在a和和b间用细线连接间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置静止放置 在平台上；在平台上； D烧断细线后烧断细线后，a、b瞬间被弹开瞬间被弹开，向相反方向运动；向相反方向运动； E记录滑块记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间通过光电门时挡光片的遮光时间t； F滑块滑块a最终停在最终停在C点点(图中未画出图中未画出)，用刻度尺测出用刻度尺测出AC之间的距离之间的距离 sa； G小球小球
32、b从平台边缘飞出后从平台边缘飞出后，落在水平地面的落在水平地面的B点点，用刻度尺测出平用刻度尺测出平 台上表面距水平地面的高度台上表面距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离点之间的水平距离sb； H改变弹簧压缩量改变弹簧压缩量，进行多次测量进行多次测量。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示如图乙所示，则挡光片的宽度则挡光片的宽度 为为_ mm。 (2)该实验要验证该实验要验证“动量守恒定律动量守恒定律”，则只需验证两物体则只需验证两物体a、b弹开弹开后后 的的动
33、量大小相等动量大小相等，即即a的动量大小的动量大小_等于等于b的动量大小的动量大小_。 (用上述实验所涉及物理量的字母表示用上述实验所涉及物理量的字母表示) 2.550 mad t mbsb g 2h 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (3)改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到小滑块改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到小滑块 a 的的 sa与与 1 t 2关系图像如图丙所示，图像的斜率为 关系图像如图丙所示，图像的斜率为 k，则平台上，则平台上 A 点左侧与滑块点左侧与滑块 a 之间的动摩擦因数为之间的动摩擦因数为_。(用上述实验所涉及物理量的字母表示用上
34、述实验所涉及物理量的字母表示) d2 2kg 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 解析解析 (1)螺旋测微器的读数为螺旋测微器的读数为 2.5 mm0.050 mm2.550 mm。 (2)烧断细线后，烧断细线后，a 向左运动，经过光电门，根据向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，速度公式可知，a 经过光电门的速度为经过光电门的速度为 va d t，故 ，故 a 的动量大小为的动量大小为 pama d t， ，b 离开平台离开平台 后做平抛运动，根据平抛运动规律可得后做平抛运动，根据平抛运动规律可得 h1 2gt 2 及及 sbvbt，联立解得，联立解得 vb sb
35、g 2h，故 ，故 b 的动量为的动量为 pbmbvbmbsb g 2h。 。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (3)对物体对物体 a 由光电门向左运动过程分析，则有由光电门向左运动过程分析，则有 v2 a 2asa，经过光电，经过光电 门的速度门的速度 va d t，由牛顿第二定律可得 ，由牛顿第二定律可得 amg m g，联立可得，联立可得 sa1 2 d2 g 1 t 2，则由题图丙可知 ，则由题图丙可知 d2 2kg。 。 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 3(2020 湖南怀化市月考湖南怀化市月考)如图为验证动量守恒定律的实验装置
36、如图为验证动量守恒定律的实验装置， 实验中选取两个半径相同实验中选取两个半径相同、质量不等的小球质量不等的小球，按下面步骤进行实验按下面步骤进行实验。 用天平测出两个小球用天平测出两个小球a、b的质量分别为的质量分别为m1和和m2； 安装实验装置安装实验装置，将斜槽将斜槽AB固定在桌边固定在桌边，使槽的末端切线水平使槽的末端切线水平，再再 将一斜面将一斜面BC连接在斜槽末端；连接在斜槽末端； 先不放小球先不放小球b，让小球让小球a从斜槽顶端从斜槽顶端A处由处由静止静止 释放释放，标记小球在斜面上的落点位置标记小球在斜面上的落点位置P； 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航
37、 将小球将小球b放在斜槽末端放在斜槽末端B处处，仍让小球仍让小球a从斜槽顶端从斜槽顶端A处由静止释处由静止释 放放，两球发生碰撞两球发生碰撞，分别标记小球分别标记小球a、b在斜面上的落点位置；在斜面上的落点位置； 用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离的距离，图为图为M、P、 N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从从M、P、N到到 B点的距离分别为点的距离分别为sM、sP、sN。 依据上述实验步骤依据上述实验步骤，请回答下面问题：请回答下面问题： (1)两小球的质量两小球的质量m1、m2应满足
38、应满足m1_m2(填填“”“”或或“ M N 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (3)用实验中测得的数据来表示用实验中测得的数据来表示，只要满足只要满足关系关系_， 就能说明两球碰撞前后动量是守恒的；就能说明两球碰撞前后动量是守恒的； (4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞，用实验中测得的数据来用实验中测得的数据来 表示表示，只需比较只需比较_与与_是否相等即可是否相等即可。 解析解析 本题考查探究动量守恒定律实验中平抛运动规律的应用本题考查探究动量守恒定律实验中平抛运动规律的应用。 (1)为了防止入射小球碰后反弹为了防止入射小球碰
39、后反弹，入射小球的质量要大于被碰小球的入射小球的质量要大于被碰小球的 质量质量，即即m1m2。 m1sP m1sMm2sN m1sPm1sMm2sN 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 (2)小球小球 a 和小球和小球 b 相撞后，小球相撞后，小球 b 的速度比的速度比小球小球 a 碰前速度大，小碰前速度大，小 球球 a 的速度比碰前速度小，且小球的速度比碰前速度小，且小球 a、b 都做平抛运动，所以碰撞后小球都做平抛运动，所以碰撞后小球 a 的落点是的落点是 M 点，小球点，小球 b 的落点是的落点是 N 点。点。 (3)碰撞前，小球碰撞前，小球 a 落在题图中的落在
40、题图中的 P 点，设其平抛初速度为点，设其平抛初速度为 v1。小球。小球 a 和和 b 发生碰撞后，发生碰撞后，a 的落点在题图中的的落点在题图中的 M 点，使其平抛初速度为点，使其平抛初速度为 v1， b 的落点是图中的的落点是图中的 N 点， 设其平抛运动初速度为点， 设其平抛运动初速度为 v2。 设斜面。 设斜面 BC 倾角为倾角为 ， 由平抛运动规律得由平抛运动规律得 sMsin 1 2gt 2， ，sMcos v1t， 高考一轮总复习 物理 第六章 动量和动量守恒定律 返回导航 解得解得 v1 gsMcos2 2sin ；同理可得；同理可得 v1 gsPcos2 2sin ，v2 gsNcos2 2sin ， 所以只要满足所以只要满足 m1v1m1v1m2v2，即，即 m1sPm1sMm2sN，则说明，则说明 两球碰撞前后动量是守恒的。两球碰撞前后动量是守恒的。 (4)如果两小球的碰撞为弹性碰撞，则应满足如果两小球的碰撞为弹性碰撞，则应满足 1 2m1v 2 1 1 2m1v 2 1 1 2 m2v2 2， 代入 ， 代入(3)中的速度表达式可知， 应满足的公式为中的速度表达式可知， 应满足的公式为 m1sPm1sMm2sN， 故需要比较故需要比较 m1sP和和 m1sMm2sN是否相等。是否相等。 谢谢观看
