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第33讲 验证动量守恒定律（课件）-2024年高考物理一轮复习课件PPT（新教材新高考）
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这是一份第33讲 验证动量守恒定律（课件）-2024年高考物理一轮复习课件PPT（新教材新高考），共46页。PPT课件主要包含了高考物理一轮复习策略，复习目标，网络构建，知识梳理题型归纳，真题感悟，内容索引，考情分析，PARTONE等内容，欢迎下载使用。
1、揣摩例题。课本上和老师讲解的例题，一般都具有一定的典型性和代表性。要认真研究，深刻理解，要透过“样板”，学会通过逻辑思维，灵活运用所学知识去分析问题和解决问题，特别是要学习分析问题的思路、解决问题的方法，并能总结出解题的规律。 2、精练习题。复习时不要搞“题海战术”，应在老师的指导下，选一些源于课本的变式题，或体现基本概念、基本方法的基本题，通过解题来提高思维能力和解题技巧，加深对所学知识的深入理解。在解题时，要独立思考，一题多思，一题多解，反复玩味，悟出道理。 3、加强审题的规范性。每每大考过后，总有同学抱怨没考好，纠其原因是考试时没有注意审题。审题决定了成功与否，不解决这个问题势必影响到高考的成败。那么怎么审题呢? 应找出题目中的已知条件 ;善于挖掘题目中的隐含条件 ;认真分析条件与目标的联系，确定解题思路 。 4、重视错题。“错误是最好的老师”，但更重要的是寻找错因，及时进行总结，三五个字，一两句话都行，言简意赅，切中要害，以利于吸取教训，力求相同的错误不犯第二次。
第33讲 验证动量守恒定律
1、理解和掌握验证动量守恒定律实验原理，并会做出必要的误差分析。2、能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。
知识点 实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
1．实验目的(1)掌握动量守恒的条件。(2)验证碰撞中的动量守恒。2．实验思路(1)物理量的测量：确定研究对象，明确所需测量的物理量和实验器材，测量物体的质量和两个物体发生碰撞前后各自的速度。(2)数据分析：选定实验方案，设计实验数据记录表格，测出并记录物体的质量和发生碰撞前后各自的速度，计算碰撞前后的总动量，代入公式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′进行验证。
(3)实验方案方案一：用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞，实验装置如图所示。
④实验方法a．用细线将弹簧片压缩，放置于两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向运动(如图甲所示)。b．在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架(如图乙所示)，可以得到能量损失很小的碰撞。c．在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，两个滑块连成一体运动(如图丙所示)，这样可以得到能量损失很大的碰撞。⑤器材：气垫导轨、光电计时器、滑块(带挡光片)两个、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平。
方案二：利用斜槽实现两小球的一维碰撞。如图甲所示，让一个质量较大的小球从斜槽上滚下来，与放在斜槽末端的另一质量较小的球发生碰撞，之后两小球都做平抛运动。
①质量的测量：用天平测量质量。②速度的测量：由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等。如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此，只需测出两小球的质量m1、m2和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及碰撞后入射小球与被碰小球在空中飞出的水平距离s1′和s2′。若在实验误差允许的范围内m1s1与m1s1′＋m2s2′相等，就验证了两个小球碰撞前后的不变量。③让小球从斜槽的不同高度处开始滚动，进行多次实验。④器材：斜槽、两个大小相等而质量不等的小球、铅垂线、白纸、复写纸、刻度尺、天平、圆规。
3．实验步骤不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：(1)用天平测量相关碰撞物体的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。(2)安装实验装置。(3)使物体发生碰撞。(4)测量或读出碰撞前后相关的物理量，计算对应的速度，填入预先设计好的表格中。(5)改变碰撞条件，重复步骤(3)(4)。(6)进行数据处理，通过分析比较，验证动量守恒定律。(7)整理器材，结束实验。
4．数据处理为了验证动量守恒定律，将实验中测得的物理量填入如下表格。
(1)方法：将表格中的m1、m2、v1、v2、v1′和v2′等数据代入m1v1＋m2v2和m1v1′＋m2v2′进行验证。(2)结论：在实验误差允许的范围内，m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′即可验证动量守恒定律。
5．误差分析(1)系统误差①碰撞是否为一维碰撞，是产生误差的一个原因，设计实验方案时应保证碰撞为一维碰撞。②碰撞中是否受其他力(例如摩擦力)的影响是带来误差的又一个原因，实验中要合理控制实验条件，避免除碰撞时相互作用力外的其他力影响物体速度。(2)偶然误差：测量和读数的准确性带来的误差，实验中应规范测量和读数，同时增加测量次数，取平均值，尽量减少偶然误差的影响。
6．注意事项(1)保证两物体发生的是一维碰撞，即两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。(2)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时注意应利用水平仪确保导轨水平。(3)利用平抛运动进行实验，斜槽末端必须水平，且小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下；入射小球质量要大于被碰小球质量。
考向1 实验原理与操作
1．某同学用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律，实验中先让小球a从斜槽轨道上某点由静止滚下落在水平地面上，反复多次试验记录落点位置。然后再将小球b放在斜槽末端，让小球a从斜槽上由静止滚下与小球b相碰后两球分别落在水平地面上，反复多次实验记录落点位置。已知斜槽末端的竖直高度H=45.00cm，ma=0.2kg，mb=0.1kg，重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计，小球落地点距离O点（斜槽末端正下方）的距离如乙图所示。回答下列问题：
（1）关于该实验不必要的条件是 ；A．斜槽末端必修保持水平B．a、b两球的半径必须相等C．a、b两球的密度必须相等D．a球每次下落的起点位置必须相同（2）本实验探究水平动量守恒的表达式可以表示为 （用ma、mb、OA、OB、OC表示）；（3）碰撞后小球b的水平动量为 （保留两位有效数字）；
ma×OB=ma×OA+mb×OC
考向2 数据处理与误差分析
2．如图所示是验证动量守恒定律、动量定理的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。 （1）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从导轨左端向右运动，发现 说明导轨已调平。
答案：滑块通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间
知识点 实验方案的改进
考向1 实验原理的改进
（1）用螺旋测微器测量小球P的直径如图乙所示，其直径D= mm． （2）已知当地重力加速度大小为g，碰后小球Q的速度大小vQ= ．（用s、g、H表示）
2．某同学利用如图装置验证碰撞中的动量守恒定律，装置中桌面水平，一端固定了一弹簧枪，斜面紧贴桌面，且斜面的最高点恰好与桌面相平，该同学选了两个体积相同的钢质小球，实验步骤如下：
考向2 实验器材的创新
（1）选择的水平桌面是否需要一定光滑 （选填“是”或“否”），所选小球的质量关系是：m1要 （选填“大于”“小于”或“等于”）m2；（2）实验中若满足关系式 （用实验中已经测得的量表示），则说明该碰撞过程满足动量守恒定律。
考向3 实验思路的创新
1、揣摩例题。课本上和老师讲解的例题，一般都具有一定的典型性和代表性。要认真研究，深刻理解，要透过“样板”，学会通过逻辑思维，灵活运用所学知识去分析问题和解决问题，特别是要学习分析问题的思路、解决问题的方法，并能总结出解题的规律。 2、精练习题。复习时不要搞“题海战术”，应在老师的指导下，选一些源于课本的变式题，或体现基本概念、基本方法的基本题，通过解题来提高思维能力和解题技巧，加深对所学知识的深入理解。在解题时，要独立思考，一题多思，一题多解，反复玩味，悟出道理。 3、加强审题的规范性。每每大考过后，总有同学抱怨没考好，纠其原因是考试时没有注意审题。审题决定了成功与否，不解决这个问题势必影响到高考的成败。那么怎么审题呢? 应找出题目中的已知条件 ;善于挖掘题目中的隐含条件 ;认真分析条件与目标的联系，确定解题思路 。 4、重视错题。“错误是最好的老师”，但更重要的是寻找错因，及时进行总结，三五个字，一两句话都行，言简意赅，切中要害，以利于吸取教训，力求相同的错误不犯第二次。
第33讲 验证动量守恒定律
1、理解和掌握验证动量守恒定律实验原理，并会做出必要的误差分析。2、能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。
知识点 实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
1．实验目的(1)掌握动量守恒的条件。(2)验证碰撞中的动量守恒。2．实验思路(1)物理量的测量：确定研究对象，明确所需测量的物理量和实验器材，测量物体的质量和两个物体发生碰撞前后各自的速度。(2)数据分析：选定实验方案，设计实验数据记录表格，测出并记录物体的质量和发生碰撞前后各自的速度，计算碰撞前后的总动量，代入公式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′进行验证。
(3)实验方案方案一：用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞，实验装置如图所示。
④实验方法a．用细线将弹簧片压缩，放置于两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧片弹开后落下，两个滑块随即向相反方向运动(如图甲所示)。b．在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架(如图乙所示)，可以得到能量损失很小的碰撞。c．在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，两个滑块连成一体运动(如图丙所示)，这样可以得到能量损失很大的碰撞。⑤器材：气垫导轨、光电计时器、滑块(带挡光片)两个、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平。
方案二：利用斜槽实现两小球的一维碰撞。如图甲所示，让一个质量较大的小球从斜槽上滚下来，与放在斜槽末端的另一质量较小的球发生碰撞，之后两小球都做平抛运动。
①质量的测量：用天平测量质量。②速度的测量：由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等。如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此，只需测出两小球的质量m1、m2和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及碰撞后入射小球与被碰小球在空中飞出的水平距离s1′和s2′。若在实验误差允许的范围内m1s1与m1s1′＋m2s2′相等，就验证了两个小球碰撞前后的不变量。③让小球从斜槽的不同高度处开始滚动，进行多次实验。④器材：斜槽、两个大小相等而质量不等的小球、铅垂线、白纸、复写纸、刻度尺、天平、圆规。
3．实验步骤不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：(1)用天平测量相关碰撞物体的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中。(2)安装实验装置。(3)使物体发生碰撞。(4)测量或读出碰撞前后相关的物理量，计算对应的速度，填入预先设计好的表格中。(5)改变碰撞条件，重复步骤(3)(4)。(6)进行数据处理，通过分析比较，验证动量守恒定律。(7)整理器材，结束实验。
4．数据处理为了验证动量守恒定律，将实验中测得的物理量填入如下表格。
(1)方法：将表格中的m1、m2、v1、v2、v1′和v2′等数据代入m1v1＋m2v2和m1v1′＋m2v2′进行验证。(2)结论：在实验误差允许的范围内，m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′即可验证动量守恒定律。
5．误差分析(1)系统误差①碰撞是否为一维碰撞，是产生误差的一个原因，设计实验方案时应保证碰撞为一维碰撞。②碰撞中是否受其他力(例如摩擦力)的影响是带来误差的又一个原因，实验中要合理控制实验条件，避免除碰撞时相互作用力外的其他力影响物体速度。(2)偶然误差：测量和读数的准确性带来的误差，实验中应规范测量和读数，同时增加测量次数，取平均值，尽量减少偶然误差的影响。
6．注意事项(1)保证两物体发生的是一维碰撞，即两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。(2)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时注意应利用水平仪确保导轨水平。(3)利用平抛运动进行实验，斜槽末端必须水平，且小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下；入射小球质量要大于被碰小球质量。
考向1 实验原理与操作
1．某同学用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律，实验中先让小球a从斜槽轨道上某点由静止滚下落在水平地面上，反复多次试验记录落点位置。然后再将小球b放在斜槽末端，让小球a从斜槽上由静止滚下与小球b相碰后两球分别落在水平地面上，反复多次实验记录落点位置。已知斜槽末端的竖直高度H=45.00cm，ma=0.2kg，mb=0.1kg，重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计，小球落地点距离O点（斜槽末端正下方）的距离如乙图所示。回答下列问题：
（1）关于该实验不必要的条件是 ；A．斜槽末端必修保持水平B．a、b两球的半径必须相等C．a、b两球的密度必须相等D．a球每次下落的起点位置必须相同（2）本实验探究水平动量守恒的表达式可以表示为 （用ma、mb、OA、OB、OC表示）；（3）碰撞后小球b的水平动量为 （保留两位有效数字）；
ma×OB=ma×OA+mb×OC
考向2 数据处理与误差分析
2．如图所示是验证动量守恒定律、动量定理的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。 （1）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从导轨左端向右运动，发现 说明导轨已调平。
答案：滑块通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间
知识点 实验方案的改进
考向1 实验原理的改进
（1）用螺旋测微器测量小球P的直径如图乙所示，其直径D= mm． （2）已知当地重力加速度大小为g，碰后小球Q的速度大小vQ= ．（用s、g、H表示）
2．某同学利用如图装置验证碰撞中的动量守恒定律，装置中桌面水平，一端固定了一弹簧枪，斜面紧贴桌面，且斜面的最高点恰好与桌面相平，该同学选了两个体积相同的钢质小球，实验步骤如下：
考向2 实验器材的创新
（1）选择的水平桌面是否需要一定光滑 （选填“是”或“否”），所选小球的质量关系是：m1要 （选填“大于”“小于”或“等于”）m2；（2）实验中若满足关系式 （用实验中已经测得的量表示），则说明该碰撞过程满足动量守恒定律。
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