2023版高考物理一轮总复习第六章实验六验证动量守恒定律课件

这是一份2023版高考物理一轮总复习第六章实验六验证动量守恒定律课件，共34页。PPT课件主要包含了图S6-1，均位置，同一高度，实验注意事项，图S6-3，其中v10，答案1大于，5e＝，ON－OMOP，图S6-4等内容，欢迎下载使用。
一、基本原理与操作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：按照图 S6-1 所示安装实验装置.调整固定斜
槽使斜槽底端________.
3.铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好.记下重垂线所指的位置 O.4.放球找点：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
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__________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 S6-2 所示.图 S6-26.验证：连接 ON，测量线段 OP、OM、ON 的长度.将测量数据填入表中，最后代入 m1·OP＝m1·____＋m2·
____，看在误差允许的范围内是否成立.
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______的小球作为入射小球，且两球半径r1＝r2.4.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 基本实验操作与实验数据的考查
【典题 1】(2021 年北京石景山模拟)某实验小组的同学进行“验证动量守恒定律”的实验，实验装置如图 S6-3所示.入射小球 A 与被碰小球 B 半径相同.先不放 B 球，使A 球从斜槽上某一固定点 C 由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.再把 B 球静置于水平槽前端边缘处，让 A 球仍从 C 处由静止滚下，A 球和 B 球碰撞后分别
落在记录纸上留下各自落点的痕迹.记录纸上的 O 点是重垂线所指的位置，M、P、N 分别为落点的痕迹.
(1)入射小球 A 的质量应__________(填“大于”“小于”或“等于”)被碰小球 B 的质量，其理由是_________
____________________.
(2)未放 B 球时，A 球落地点是记录纸上的 P 点.放上 B
球时，A 球落地点是记录纸上的 M 点.
(3)实验中，用天平容易测量入射小球和被碰小球的质量 mA、mB，但直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.可以通过仅测量小球做平抛运动的射程间接地解决这个问题，因此，需要测量________________，其原理是______
__________________________________________________
_______________________________.
(4)根据上述测量的物理量，若两球相碰前后的动量守恒，其表达式为________________________.若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为______________________.
(5)碰撞的恢复系数的定义为 e＝
|v2－v1||v20－v10|
和 v20 分别是碰撞前两物体的速度，v1 和 v2 分别是碰撞后两物体的速度.写出用(3)中测量的量表示的恢复系数的表达式______________.
ON mA·OP2＝mA·OM2＋mB·ON2
入射小球碰后不弹回 (3)OP、OM 和
ON 由于小球的落地时间相等，因此平抛运动的射程可以
反映小球碰撞前后的速度
(4)mA ·OP＝mA ·OM＋mB ·
【迁移拓展】(2020 年浙江名校联考)如图 S6-4 所示，用“碰撞实验器”可以探究碰撞中的不变量.实验时先让质量为 m1 的入射小球从斜槽轨道上某一固定位置 S 由静止开始滚下，从轨道末端 O 点水平抛出，落到与轨道 O 点连接的倾角为θ的斜面上.再把质量为 m2 的被碰小球放在斜槽轨道末端，让入射小球仍从位置 S 由静止滚下，与被碰小球碰撞后，分别与斜面第一次碰撞留下各自的落点痕迹.M、P、N 为三个落点的位置(不考虑小球在斜面上的多次碰撞).
(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是，可以通过仅测量________，间接地解决这个问题.
A.小球开始释放高度 hB.斜面的倾角θ
C.O 点与各落点的距离
(2) 以下提供的测量工具中 ，本实验必须使用的是________.
(3)关于本实验，下列说法正确的是________.A.斜槽轨道必须光滑，且入射小球每次释放的初位置相同B.斜槽轨道末端必须水平C.为保证入射球碰后沿原方向运动，应满足入射球的质量 m1 等于被碰球的质量 m2
(4)①在实验误差允许范围内，若满足关系式_______，
则可以认为两球碰撞前后总动量守恒.
②若碰撞是弹性碰撞，以上物理量还满足的表达式为
________________________.
斜面上，则只要测得 O 点与各落点的距离 L 即可，故选C.(2)实验中必须要测量落点到 O 点的距离，则需要刻度尺；还需要测量小球的质量，故选 AB.(3)斜槽轨道没必要必须光滑，只要到达底端的速度相同即可，即入射小球每次释放的初位置相同，以保证到达
底端的速度相同，故 A 错误；斜槽轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，故 B 正确；为保证入射球碰后沿原方向运动，应满足入射球的质量 m1 大于被碰球的质量 m2，故 C 错误.
达式为 m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.答案：(1)C (2)AB (3)B(4)①B ②m1·OP＝m1·OM＋m2·ON
的创 1.利用动量守恒、机械能守恒计算弹丸的发射速度新 2.减小实验误差的措施，体现了物理知识和物理实验
的实用性、创新性和综合性
1.利用铝质导轨研究完全非弹性碰撞2.利用闪光照相机记录立方体滑块碰撞前后的运动规律，从而确定滑块碰撞前后的速度
过程 1.用压缩弹簧的方式使两滑块获得速度，可使两滑块的创 的合动量为零 新
3.根据能量守恒定律测定弹簧的弹性势能
考向 1 利用气垫导轨
【典题 2】(2020 年山东模拟)某同学在利用气垫导轨、滑块、数字计时器、光电门等器材“验证动量守恒定律”实验中，用到两个相同的光电门1 和 2 及质量分别为 400 g、200 g 的滑块 A 和 B，两滑块上分别固定有宽度相同的长方形遮光片.部分实验操作如下：
(1)用精度为 0.02 mm 的游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图 S6-5 甲所示，其读数为______cm.某次测量中，数字计时器记录的遮光片通过光电门的时间为 40.0 ms，则滑块的速度大小为______m/s.(结果保留三位有效数字)
(2)研究两个滑块的弹性碰撞：实验中给某个静止滑块适当的初速度，使其从左向右运动，与另一静止的滑块发生弹性碰撞，碰后两滑块的速度方向相同.据此判断，实验开始时，气垫导轨上放置的器材 1、器材 2、器材 3、器材4(如图乙)从左到右依次应为________.A.光电门 1、滑块 A、滑块 B、光电门 2B.光电门 1、滑块 B、滑块 A、光电门 2C.滑块 A、光电门 1、滑块 B、光电门 2D.滑块 B、光电门 1、滑块 A、光电门 2
(3)研究两个滑块的完全非弹性碰撞：实验中两个滑块碰撞后粘在一起，从左向右先后通过某一光电门.测得先通过该光电门的遮光片速度大小为 0.309 m/s，后通过该光电门的另一遮光片速度大小为 0.311 m/s.若上述速度大小的差别由单一因素引起，该因素可能是________或________.
A.遮光片倾斜B.空气阻力
C.气垫导轨不水平，左低右高D.气垫导轨不水平，左高右低
解析：(1)游标卡尺的主尺读数为 2 cm，游标读数为0.02×1 mm＝0.02 cm，则最终读数为 2.002 cm；滑块的速
(2)为了能测量运动滑块碰前的速度，则运动滑块应在光电门 1 的左边，同理，为了能测量碰后两滑块的速度，则另一静止的滑块应在光电门 2 的左侧，则从左到右依次应为滑块 A，光电门 1，滑块 B，光电门 2，故 C 正确.(3)若碰撞过程中遮光片倾斜，使得遮光片通过光电门
可知，则滑块通过光电门的速度变
大，故 A 正确；由于空气阻力作用，运动过程中有部分机械能转化为内能，则后通过该光电门的另一遮光片速度更小，故 B 错误；气垫导轨不水平，左低右高，滑块运动过程中要克服重力做功，则后通过该光电门的另一遮光片速度更小，故 C 错误；气垫导轨不水平，左高右低，滑块运动过程中重力做正功，重力势能转化为动能，则后通过该光电门的另一遮光片速度大，故 D 正确.答案：(1)2.002 0.501 (2)C (3)A D
考向 2 利用等长的悬线悬挂等大的小球【典题 3】(2020 年湖北武汉模拟)某实验小组利用如图 S6-6 甲所示的实验装置“验证动量守恒定律”.实验的主要步骤如下：
(1)用游标卡尺测量小球 A、B 的直径 d，其示数均如图乙所示，则直径 d＝________mm，用天平测得球 A、B的质量分别为 m1、m2.
(2)用两条细线分别将球 A、B 悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上.(3)将球 A 向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为α时由静止释放，与球 B 碰撞后，测得球 A 向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ1，球 B 向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ2.
(4)若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为_______________________；若碰撞是弹性碰撞，则还应满足的表达式为______________________.(用测量的物理量表示)解析：(1)直径 d＝2.2 cm＋0.1×0＝2.20 cm＝22.0 mm.(2)设悬线长度为 L，则 A 球到达最低点时的速度：
若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为m1v＝m2v2－m1v1，
考向 3 利用光滑长木板上两车碰撞
【典题 4】某实验小组组装了如图 S6-7 所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验.在小车 A 的前端粘有橡皮泥，推动小车 A 使之做匀速运动.然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为 50 Hz.
(1)下列操作正确的是__________.A.本实验无需平衡摩擦力
B.先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源C.先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车(2)若已测得打点纸带如图 S6-8 所示，并测得各计数点间距(已标在图上).A 为运动起始的第一点，则应选_______段来计算 A 的碰前速度，应选______段来计算 A 和 B 碰后的共同速度.(后两空均填“AB”“BC”“CD”或“DE”)