2027届高三物理一轮复习课件第7章 第6讲 实验8：验证动量守恒定律

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目 录 索 引
一、实验目的验证动量守恒定律。二、实验思路在一维碰撞中,测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v',找出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p'=m1v1'+m2v2',看碰撞前后动量是否守恒。
[方案一]利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.实验器材气垫导轨、数字计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、游标卡尺等。2.进行实验(1)测质量:用天平测出滑块质量。(2)安装:正确安装好气垫导轨。 作用是减少摩擦力　(3)实验:接通电源,利用配套的数字计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量;②改变滑块的初速度)。
[方案二]利用斜槽滚球验证动量守恒定律1.实验器材斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、圆规、刻度尺等。2.进行实验(1)测质量:用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。(2)安装:按照如图所示的原理图安装实验装置,调整固定斜槽使斜槽底端水平。 　保证平抛
(3)铺纸:白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好。记下铅垂线所指的位置O。 确定水平运动初始点(4)单球找点:不放被撞小球,每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次。用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。(5)碰撞找点:把被撞小球放在斜槽末端,每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次。用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N,如图所示。改变入射小球的释放高度,重复实验。
3.数据记录分析处理(1)小球水平射程的测量:连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。(2)验证的表达式:m1·lOP=m1·lOM+m2·lON。
三、误差分析1.系统误差:主要来源于实验器材及实验操作等。(1)碰撞是否为一维碰撞。(2)气垫导轨是否完全水平,入射小球的释放高度存在差异。2.偶然误差:主要来源于质量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的测量。四、注意事项1.前提条件:碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。2.方案提醒(1)若利用气垫导轨进行验证,给滑块的初速度应沿着导轨的方向。(2)若利用平抛运动规律进行验证,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。
考向一　方案一的考查典题1 (2025黑龙江哈尔滨一模)为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置:将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架,它们的上端装有宽度均为d的挡光片,测得滑块A、B(包含挡光片)的质量分别为m1和m2。
滑块上的挡光片经过两个光电门的挡光时间相等
考向二　方案二的考查典题2 [一题多变](2024全国新课标卷)某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上,轨道末端水平,右侧端点在水平木板上的垂直投影为O,木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放,a从轨道右端水平飞出后落在木板上;重复多次,测出落点的平均位置P与O点的距离xP。将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端点,再将小球a从Q处由静止释放,两球碰撞后均落在木板上;重复多次,分别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O点的距离xM、xN。
完成下列填空:(1)记a、b两球的质量分别为ma、mb,实验中须满足条件ma　　　　(选填“>”或“