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2025版高考物理全程一轮复习第七章碰撞与动量守恒实验八验证动量守恒定律课件
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这是一份2025版高考物理全程一轮复习第七章碰撞与动量守恒实验八验证动量守恒定律课件，共28页。PPT课件主要包含了必备知识·自主落实，关键能力·分层突破，包含落点的小圆圆心，斜槽轨道最高点等内容，欢迎下载使用。
素养目标1. 理解动量守恒定律成立的条件，会利用不同案例验证动量守恒定律．2．知道在不同实验案例中要测量的物理量，会进行数据处理及误差分析．
一、实验思路及基本操作
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．案例提醒(1)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨水平．(2)若利用平抛运动规律进行验证：①斜槽末端的切线必须水平；②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；③选质量较大的小球作为入射小球；④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．
考点一 教材原型实验例 1 [2024·广东深圳市高级中学校考三模]如图1所示，某课外探究小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验．滑块A和滑块B的质量(包括遮光条)分别为m1＝150.0 g、m2＝200.0 g．实验中弹射装置每次给滑块A的初速度均相同，滑块B初始处于静止状态．滑块A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为Δt1、Δt3，滑块B的遮光条通过光电门2的挡光时间为Δt2.
(1)打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，测得光电门1的时间大于光电门2的时间，为使实验结果准确，后续的操作是( )A．调高右侧底座旋钮B．调高左侧底座旋钮C．将光电门1向左侧移动D．将光电门2向右侧移动(2)如图2所示，用游标卡尺测量遮光条的宽度d，其读数为__________mm；(3)经测量滑块A、B上的遮光条宽度相同，则验证动量守恒的表达式为______________(用m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3表示)；
(4)小明同学改变实验设计继续验证动量守恒定律，他在滑块B的右端加上橡皮泥，两滑块每次相碰后会粘在一起运动．多次改变滑块B的质量m2，记录下滑块B的遮光条每次通过光电门的挡光时间Δt2，在方格纸上作出m2-Δt2图像．
根据表格数据作出m2-Δt2图像如下．
例 2 [2024·江苏模拟预测]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＝45.00 cm，ma＝0.2 kg，mb＝0.1 kg，重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计，小球落地点距离O点(斜槽末端正下方)的距离如图乙所示．回答下列问题：
ma·OB＝ma·OA＋mb·OC
考点二 探索创新实验考向1 实验方法的创新例 3 某同学用如图甲所示装置进行验证动量守恒定律实验，实验步骤如下：
①将斜槽轨道放置在水平桌面上，使斜槽轨道末端与桌面右边缘对齐，通过调节使斜槽轨道末端水平；②将小球a从斜槽轨道最高点由静止释放，小球a离开斜槽末端后用手机在上方拍摄，得到小球a在空中运动的录像(俯视)；③将小球b放置在斜槽轨道末端，让小球a从____________由静止释放，用手机在上方拍摄两小球在空中运动的录像．
解析：为了保证小球a运动到斜槽轨道末端时的速度相同，则需要将小球a从轨道上同一位置静止释放．
(1)小球b的半径________(填“需要”或“不需要”)与小球a的半径相同．(2)从拍摄到的录像中每隔0.1 s取一幅图片，将图片叠加到一起后，用厘米刻度尺测量图片上小球间的距离，得到小球在水平方向上的位置变化图，如图乙所示，1为碰前小球a的、2为碰后小球a的、3为碰后小球b的，已知小球a的质量为0.20 kg，小球b的质量为0.10 kg，图片与实际的比例为1∶10，则碰前瞬间系统的总动量为________ kg·m/s，碰后瞬间系统的总动量为________ kg·m/s(结果均保留2位有效数字)．(3)若碰撞前、后瞬间系统动量之差占碰前瞬间系统总动量的百分比小于3%时，可认为系统动量守恒，则本次实验________(填“能”或“不能”)验证动量守恒定律．
考向2 实验器材的创新例 4 小李同学利用图示的弹簧发射装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：
①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平且弹簧原长时与管口平齐；②在一块平直长木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘．将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；③将木板向右水平平移适当距离x2，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3.
(1)本实验必须测量的物理量有________．A．小球的半径rB．小球a、b的质量ma、mbC．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2D.小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离L1、L2、L3(2)本实验中所选用的两小球的质量关系为ma________mb.(选填“＞”“＜”或“＝”)
(3)两小球碰撞后，小球a撞到木板上的痕迹为________．(选填“P1”“P2”或“P3”)(4)用(1)中所测的物理量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为________________．(5)若a、b两球上涂有粘性很强的胶体(胶体质量不计)，让小球a从步骤③中的释放点由静止释放与b球相碰后，两球粘连在一起并撞到木板上在白纸上留下压痕P4，则压痕P4的位置应在________．A．P与P1之间 B．P1与P2之间C．P2与P3之间 D．P3下方
素养目标1. 理解动量守恒定律成立的条件，会利用不同案例验证动量守恒定律．2．知道在不同实验案例中要测量的物理量，会进行数据处理及误差分析．
一、实验思路及基本操作
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．案例提醒(1)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨水平．(2)若利用平抛运动规律进行验证：①斜槽末端的切线必须水平；②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；③选质量较大的小球作为入射小球；④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．
考点一 教材原型实验例 1 [2024·广东深圳市高级中学校考三模]如图1所示，某课外探究小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验．滑块A和滑块B的质量(包括遮光条)分别为m1＝150.0 g、m2＝200.0 g．实验中弹射装置每次给滑块A的初速度均相同，滑块B初始处于静止状态．滑块A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为Δt1、Δt3，滑块B的遮光条通过光电门2的挡光时间为Δt2.
(1)打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，测得光电门1的时间大于光电门2的时间，为使实验结果准确，后续的操作是( )A．调高右侧底座旋钮B．调高左侧底座旋钮C．将光电门1向左侧移动D．将光电门2向右侧移动(2)如图2所示，用游标卡尺测量遮光条的宽度d，其读数为__________mm；(3)经测量滑块A、B上的遮光条宽度相同，则验证动量守恒的表达式为______________(用m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3表示)；
(4)小明同学改变实验设计继续验证动量守恒定律，他在滑块B的右端加上橡皮泥，两滑块每次相碰后会粘在一起运动．多次改变滑块B的质量m2，记录下滑块B的遮光条每次通过光电门的挡光时间Δt2，在方格纸上作出m2-Δt2图像．
根据表格数据作出m2-Δt2图像如下．
例 2 [2024·江苏模拟预测]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＝45.00 cm，ma＝0.2 kg，mb＝0.1 kg，重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计，小球落地点距离O点(斜槽末端正下方)的距离如图乙所示．回答下列问题：
ma·OB＝ma·OA＋mb·OC
考点二 探索创新实验考向1 实验方法的创新例 3 某同学用如图甲所示装置进行验证动量守恒定律实验，实验步骤如下：
①将斜槽轨道放置在水平桌面上，使斜槽轨道末端与桌面右边缘对齐，通过调节使斜槽轨道末端水平；②将小球a从斜槽轨道最高点由静止释放，小球a离开斜槽末端后用手机在上方拍摄，得到小球a在空中运动的录像(俯视)；③将小球b放置在斜槽轨道末端，让小球a从____________由静止释放，用手机在上方拍摄两小球在空中运动的录像．
解析：为了保证小球a运动到斜槽轨道末端时的速度相同，则需要将小球a从轨道上同一位置静止释放．
(1)小球b的半径________(填“需要”或“不需要”)与小球a的半径相同．(2)从拍摄到的录像中每隔0.1 s取一幅图片，将图片叠加到一起后，用厘米刻度尺测量图片上小球间的距离，得到小球在水平方向上的位置变化图，如图乙所示，1为碰前小球a的、2为碰后小球a的、3为碰后小球b的，已知小球a的质量为0.20 kg，小球b的质量为0.10 kg，图片与实际的比例为1∶10，则碰前瞬间系统的总动量为________ kg·m/s，碰后瞬间系统的总动量为________ kg·m/s(结果均保留2位有效数字)．(3)若碰撞前、后瞬间系统动量之差占碰前瞬间系统总动量的百分比小于3%时，可认为系统动量守恒，则本次实验________(填“能”或“不能”)验证动量守恒定律．
考向2 实验器材的创新例 4 小李同学利用图示的弹簧发射装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：
①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平且弹簧原长时与管口平齐；②在一块平直长木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘．将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；③将木板向右水平平移适当距离x2，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3.
(1)本实验必须测量的物理量有________．A．小球的半径rB．小球a、b的质量ma、mbC．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2D.小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离L1、L2、L3(2)本实验中所选用的两小球的质量关系为ma________mb.(选填“＞”“＜”或“＝”)
(3)两小球碰撞后，小球a撞到木板上的痕迹为________．(选填“P1”“P2”或“P3”)(4)用(1)中所测的物理量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为________________．(5)若a、b两球上涂有粘性很强的胶体(胶体质量不计)，让小球a从步骤③中的释放点由静止释放与b球相碰后，两球粘连在一起并撞到木板上在白纸上留下压痕P4，则压痕P4的位置应在________．A．P与P1之间 B．P1与P2之间C．P2与P3之间 D．P3下方
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