《高考物理一轮复习讲练测》专题28 验证动量守恒定律（讲）（解析版）

3.0 envi 2025-02-14 13 4 685.5KB 8 页 3知币
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第六章 动量
1、解动量、动量变化量的概念；知道动量守恒的条件；会利用动量守恒定律分析碰撞、反冲等相互作用问题。
2、本专题综合应用动力学、动量和能量的观点来解决物体运动的多过程问题.本专题是高考的重点和热点 ，
命题情景新，联系实际密切，综合性强，侧重在计算题中命题，是高考的压轴题.[来源:Z&xx&k.Com]
3、动量和动量的变化量这两个概念常穿插在动量守恒定律的应用中考查；动量守恒定律的应用是本部分的
重点和难点，也是高考的热点；动量守恒定律结合能量守恒定律来解决碰撞、打击、反冲等问题，以及动量
守恒定律与圆周运动、核反应的结合已成为近几年高考命题的热点。
4、本专题在高考中主要以两种命题形式出现：一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和动量守恒定律，
结合动力学方法解决多运动过程问题；二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场内带电粒子运动
或电磁感应问题.由于本专题综合性强，因此要在审题上狠下功夫，弄清运动情景，挖掘隐含条件，有针对
性的选择相应的规律和方法.
第28 讲 验证动量守恒定律
1.会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小.
2.验证在系统不受外力的作用下，系统内物体相互作用时总动量守恒．
一、实验目的
验证动量守恒定律。
二、实验原理
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。
三、实验器材[来源:学科网 ZXXK]
方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。
方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。
方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。
方案四：斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。
实验步骤
1
方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(如图所示)
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。
3．实验：接通电源，利用配套的光电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改变滑块的初速度大小和方向)。
4．验证：一维碰撞中的动量守恒。
方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(如图所示)
[来源:学,科,网Z,X,X,K]
1．测质量：用天平测出两小球的质量 m1、m2。
2．安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。
3．实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。
4．测速度：可以测量小球被拉起的角度， 从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，
算出碰撞后对应小球的速度。
5．改变条件：改变碰撞条件，重复实验。
6．验证：一维碰撞中的动量守恒。
方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(如图所示)
1．测质量：用天平测出两小车的质量。
2．安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车
的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。[来源:学科网 ZXXK]
3．实验：接通电源，让小车 A运动，小车 B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体
运动。
4．测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v＝算出速度。
5．改变条件：改变碰撞条件，重复实验。
6．验证：一维碰撞中的动量守恒。
方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(如图所示)
2
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4所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端水平。 学；科网
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。
6．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·OM＋
m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立。
7．结束：整理好实验器材放回原处。
四、数据处理
1．速度的测量
方案一：滑块速度的测量：v＝，式中 Δx为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为
数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。
方案二：摆球速度的测量：v＝，式中 h为小球释放时(或碰撞后摆起的)高度，h可用刻度尺测量(也可由量
角器和摆长计算出)。
方案三：小车 速度的测量：v＝，式中 Δx是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，Δt为小车经过
Δx的时间，可由打点间隔算出。
2．验证的表达式
方案一、二、三：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。[来源:学科网 ZXXK]
方案四：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON
★重点归纳★
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实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平。
(2)若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，
两条摆线应在同一竖直面内。
(3)若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力。
3
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