高考物理動量守恒定律講解及例題

1、OO /MPN2r重垂線1.1.每次入射小球都應(yīng)該從斜槽軌道的同一位置開始自每次入射小球都應(yīng)該從斜槽軌道的同一位置開始自由下滑。由下滑。2.2.被碰小球的位置必須與入射小球等高，其中心與斜被碰小球的位置必須與入射小球等高，其中心與斜槽末端的水平距離恰好是小球半徑的槽末端的水平距離恰好是小球半徑的2 2倍。倍。3.3.由于由于v v1 1、v v1 1/ /、v v2 2/ / 均為水平方向，且兩球的豎直下落均為水平方向，且兩球的豎直下落高度相等，所以它們飛行時(shí)間相等，若以該時(shí)間為時(shí)高度相等，所以它們飛行時(shí)間相等，若以該時(shí)間為時(shí)間單位，那么小球的水平射程的數(shù)值就等于它們的水間單位，那么小球的水平

2、射程的數(shù)值就等于它們的水平速度。在右圖中分別用平速度。在右圖中分別用OPOP、OMOM和和O O / /N N表示。因此表示。因此只需驗(yàn)證：只需驗(yàn)證：mm1 1 OPOP=m=m1 1 OMOM+m+m2 2 ( (O O / /N-2rN-2r）即可。）即可。一一. .碰撞中的動量守恒碰撞中的動量守恒4.4.必須以質(zhì)量較大的小球作為入射小球（保證碰撞后兩必須以質(zhì)量較大的小球作為入射小球（保證碰撞后兩小球都向前運(yùn)動）。小球都向前運(yùn)動）。5.5.小球落地點(diǎn)的平均位置要用圓規(guī)來確定：用盡可能小小球落地點(diǎn)的平均位置要用圓規(guī)來確定：用盡可能小的圓把所有落點(diǎn)都圈在里面，圓心就是落點(diǎn)的平均位的圓把所有落點(diǎn)

3、都圈在里面，圓心就是落點(diǎn)的平均位置。置。6.6.所用的儀器有：天平、刻度尺、游標(biāo)卡尺（測小球所用的儀器有：天平、刻度尺、游標(biāo)卡尺（測小球直徑）、碰撞實(shí)驗(yàn)器、復(fù)寫紙、白紙、重錘、兩個(gè)直直徑）、碰撞實(shí)驗(yàn)器、復(fù)寫紙、白紙、重錘、兩個(gè)直徑相同質(zhì)量不同的小球、圓規(guī)。徑相同質(zhì)量不同的小球、圓規(guī)。7.7.若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么兩小若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么兩小球?qū)⒉辉偻瑫r(shí)落地，但兩個(gè)小球都將從斜槽末端開始球?qū)⒉辉偻瑫r(shí)落地，但兩個(gè)小球都將從斜槽末端開始做平拋運(yùn)動，于是驗(yàn)證式就變?yōu)椋鹤銎綊佭\(yùn)動，于是驗(yàn)證式就變?yōu)椋簃m1 1 OP=mOP=m1 1 OM+mOM+m2 2 ONON

4、，兩個(gè)小球的直徑也不需測，兩個(gè)小球的直徑也不需測量了（但必須相等）。量了（但必須相等）。例例1.1.在研究碰撞中的動量守恒實(shí)驗(yàn)中，讓質(zhì)量為在研究碰撞中的動量守恒實(shí)驗(yàn)中，讓質(zhì)量為mm1 1的小球從圓弧軌道上沿軌道向下運(yùn)動，去碰原來的小球從圓弧軌道上沿軌道向下運(yùn)動，去碰原來靜止在小支柱上的質(zhì)量為靜止在小支柱上的質(zhì)量為mm2 2的小球的小球(1)(1)選用小球時(shí)，應(yīng)滿足選用小球時(shí)，應(yīng)滿足 A Amm1 1=m=m2 2B Bmm1 1mm2 2CCmm1 1mm2 2D Dmm1 1mmB使兩球水平正碰使兩球水平正碰每次都從同一高度釋放每次都從同一高度釋放m OP = m OM + m ONAAB例

5、例6.6.在在碰撞中的動量守恒碰撞中的動量守恒實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中，(1)(1)用游標(biāo)卡尺用游標(biāo)卡尺測量直徑相同的入射球與被碰球的直徑，測量結(jié)果如測量直徑相同的入射球與被碰球的直徑，測量結(jié)果如圖圖(a)(a)所示，該球直徑為所示，該球直徑為_cm_cm(2)(2)實(shí)驗(yàn)中小球的落點(diǎn)情況如圖實(shí)驗(yàn)中小球的落點(diǎn)情況如圖(b)(b)所示。入射球所示。入射球A A與被與被碰球碰球B B的質(zhì)量比為的質(zhì)量比為mmA A：mmB B=3=3：2 2，則實(shí)驗(yàn)中碰撞結(jié)束時(shí)刻兩球動量大小，則實(shí)驗(yàn)中碰撞結(jié)束時(shí)刻兩球動量大小之比之比p pA A：p pB B=_=_2.141：2練習(xí)練習(xí)6.6.在做在做碰撞中的動量守恒碰撞中的

6、動量守恒實(shí)驗(yàn)中，可以用小實(shí)驗(yàn)中，可以用小球飛出的水平距離代表小球碰撞前后的速度是因?yàn)榍蝻w出的水平距離代表小球碰撞前后的速度是因?yàn)開下落高度相同，飛行時(shí)間相同，下落高度相同，飛行時(shí)間相同，水平速度與飛行距離成正比水平速度與飛行距離成正比例例7.7.用圖裝置驗(yàn)證碰撞中的動量守恒，某次實(shí)驗(yàn)中入射小球用圖裝置驗(yàn)證碰撞中的動量守恒，某次實(shí)驗(yàn)中入射小球A A與被碰小球的半徑均為與被碰小球的半徑均為r r，質(zhì)量分別為，質(zhì)量分別為mm1 1，mm2 2，且，且mm1 1大于大于mm2 2，MM、N N、P P分別表示兩小球落點(diǎn)的平均位置。分別表示兩小球落點(diǎn)的平均位置。(1)(1)下述操作中，下述操作中，可以保

7、證兩小球碰撞后做平拋運(yùn)動的是可以保證兩小球碰撞后做平拋運(yùn)動的是 A A調(diào)節(jié)斜槽，使入射小球放在平軌道上任何位置都能靜止調(diào)節(jié)斜槽，使入射小球放在平軌道上任何位置都能靜止B B調(diào)節(jié)支球架，使被碰小球與平軌道上的入射小球等高調(diào)節(jié)支球架，使被碰小球與平軌道上的入射小球等高CC每次從斜軌上由靜止開始釋放鋼球的位置都相同每次從斜軌上由靜止開始釋放鋼球的位置都相同D D質(zhì)量大的小球質(zhì)量大的小球A A做入射小球做入射小球(2)(2)過過OO、N N兩點(diǎn)在紙上作一條直線，如果此次實(shí)驗(yàn)比較準(zhǔn)確，兩點(diǎn)在紙上作一條直線，如果此次實(shí)驗(yàn)比較準(zhǔn)確，就會發(fā)現(xiàn)就會發(fā)現(xiàn)_點(diǎn)也在這條直線上點(diǎn)也在這條直線上(3)(3)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是

8、利用本實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是利用_ _ 水平位移之比代替速度之水平位移之比代替速度之比，在本次實(shí)驗(yàn)的操作中，應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)式是：比，在本次實(shí)驗(yàn)的操作中，應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)式是：_=_+_=_+_ABDM、P兩兩相同時(shí)間內(nèi)相同時(shí)間內(nèi) m1OPm1OMm2ON練習(xí)練習(xí)7.7.如下列圖所示在驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，如下列圖所示在驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，OO為水平軌道末端的豎直投影，為水平軌道末端的豎直投影，N N、P P、MM為碰撞小球的為碰撞小球的三個(gè)平均落點(diǎn)，則三個(gè)平均落點(diǎn)，則: :A A這個(gè)實(shí)驗(yàn)用小球飛出的水平距離來表示小球水平這個(gè)實(shí)驗(yàn)用小球飛出的水平距離來表示小球水平速度的大小，則必須保持初速水平和拋出等高速

9、度的大小，則必須保持初速水平和拋出等高B BOPOP表示入射球碰撞前的速度表示入射球碰撞前的速度CCOMOM表示被碰球碰撞后的速度表示被碰球碰撞后的速度D DONON表示入射球碰撞后的速度表示入射球碰撞后的速度A B D例例8.8.某同學(xué)在用如圖所示的裝置做某同學(xué)在用如圖所示的裝置做碰撞中的動量守碰撞中的動量守恒恒實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用如下的實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用如下的實(shí)驗(yàn)步驟A A測量兩小球的質(zhì)量測量兩小球的質(zhì)量mm1 1、mm2 2和它們的直徑和它們的直徑d d，選取，選取符合實(shí)驗(yàn)要求的兩個(gè)小球符合實(shí)驗(yàn)要求的兩個(gè)小球B B在地面上依次鋪白紙和復(fù)寫紙?jiān)诘孛嫔弦来武伆准埡蛷?fù)寫紙CC用重錘線確定對應(yīng)點(diǎn)用重錘

10、線確定對應(yīng)點(diǎn)OO，并由小球的直徑確定，并由小球的直徑確定OO點(diǎn)點(diǎn)D D不放不放mm2 2，讓，讓mm1 1從斜槽上從斜槽上S S處由靜止?jié)L下確定處由靜止?jié)L下確定mm1 1落落地點(diǎn)位置地點(diǎn)位置P PE E將將mm2 2放在立柱上，讓放在立柱上，讓mm1 1從斜槽上從斜槽上S S處滾下，與小球處滾下，與小球mm2 2正碰后，分別確定它們的落地點(diǎn)正碰后，分別確定它們的落地點(diǎn)MM和和N N上述步驟中的不完善的和錯(cuò)誤的上述步驟中的不完善的和錯(cuò)誤的有有(1)_(1)_。(2)_(2)_。D D、E E項(xiàng)未確定多次落地點(diǎn)的平均位置項(xiàng)未確定多次落地點(diǎn)的平均位置FG量出長度計(jì)算比較是否與相等以驗(yàn)證碰撞中動量是否

11、守恒OM OP ONmOMmONmOP,121( )()()23222GmONmO NmONd項(xiàng)的應(yīng)為?；?yàn)榉志毩?xí)練習(xí)8.8.某同學(xué)做某同學(xué)做碰撞中的動量守恒碰撞中的動量守恒實(shí)驗(yàn)，他在實(shí)實(shí)驗(yàn)，他在實(shí)驗(yàn)的最初幾步依次是驗(yàn)的最初幾步依次是(1)(1)把實(shí)驗(yàn)用的斜槽固定在實(shí)驗(yàn)桌的邊緣處；把實(shí)驗(yàn)用的斜槽固定在實(shí)驗(yàn)桌的邊緣處；(2)(2)在斜槽口下方的水平地面上依次鋪上白紙和復(fù)寫紙；在斜槽口下方的水平地面上依次鋪上白紙和復(fù)寫紙；(3)(3)用重錘確定斜槽口末端在水平白紙上的投影并記錄用重錘確定斜槽口末端在水平白紙上的投影并記錄下來；下來；(4)(4)不放被碰小球，取質(zhì)量較大的球?yàn)槿肷湫∏颍谷氩环疟慌鲂∏?，取質(zhì)量較大的球?yàn)槿肷湫∏颍谷肷湫∏蜃孕辈凵夏骋还潭ㄎ恢糜伸o止開始滾下，重復(fù)射小球自斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，重復(fù)1010次，取次，取1010次中小球落地最遠(yuǎn)的點(diǎn)為入射小球的落次中小球落地最遠(yuǎn)的點(diǎn)為入射小球的