高考總復(fù)習(xí)物理課件6-4-實(shí)驗(yàn)七驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

物理高三一輪總復(fù)習(xí)課件實(shí)驗(yàn)七驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律01020304備選訓(xùn)練

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理

實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新

原理裝置圖操作要領(lǐng)碰撞前：p＝m1v1＋m2v2碰撞后：p′＝m1v1′＋m2v2′(1)測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩球的質(zhì)量(2)安裝：斜槽末端切線必須沿水平方向(3)起點(diǎn)：入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放(4)鋪紙：白紙?jiān)谙?，?fù)寫(xiě)紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好。記下重垂線所指的位置O。(5)測(cè)距離：用小球平拋的水平位移替代速度，用刻度尺量出O到所找圓心的距離。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理一、實(shí)驗(yàn)原理與操作實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理二、數(shù)據(jù)處理1．碰撞找點(diǎn)：把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次。標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N。如圖1所示。2．驗(yàn)證：連接ON，測(cè)量線段OP、OM、ON的長(zhǎng)度。將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中，最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立。注意事項(xiàng)(1)碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”。(2)選質(zhì)量較大的小球作為入射小球，即m入＞m被碰。(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變。誤差分析(1)主要來(lái)源于質(zhì)量m1、m2的測(cè)量。(2)小球落點(diǎn)的確定。(3)小球水平位移的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破【例1】如圖，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過(guò)僅測(cè)量________(填選項(xiàng)前的符號(hào))，間接地解決這個(gè)問(wèn)題。A．小球開(kāi)始釋放高度hB．小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC．小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程O(píng)P。然后，把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)。接下來(lái)要完成的必要步驟是__________。(填選項(xiàng)前的符號(hào))A．用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2B．測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度hC．測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HD．分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、NE．測(cè)量平拋射程O(píng)M、ON(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為_(kāi)____________[用(2)中測(cè)量的量表示]。轉(zhuǎn)到解析答案(1)C

(2)ADE

(3)m1·OM＋m2·ON＝m1·OP命題角度1實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)回原題(1)安裝器材時(shí)要注意：固定在桌邊上的斜槽末端的切線要沿_____方向。(2)某次實(shí)驗(yàn)中，得出小球落點(diǎn)情況如圖4所示(單位是cm)，P′、M、N分別是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落點(diǎn)的平均位置(把落點(diǎn)圈在內(nèi)的最小圓的圓心)，若入射小球和被碰小球質(zhì)量之比為m1∶m2＝4∶1。則兩球碰撞前的總動(dòng)量為_(kāi)_________(用m1表示)，碰撞后的總動(dòng)量為_(kāi)_________(用m1表示)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量________。實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破命題角度2數(shù)據(jù)處理及分析【例2】某同學(xué)用如圖所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)“探究碰撞過(guò)程中的不變量”，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作10次。圖中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)。答案(1)水平(2)0.256m1

0.255m1守恒轉(zhuǎn)到解析實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破解析(1)為保證小球滾落后做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽末端的切線要沿水平方向。(2)碰撞前：p＝m1·OP′＝0.256m1碰撞后：p′＝m1·OM＋m2·ON＝0.155m1＋0.4m2＝0.255m1由以上計(jì)算可知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒。答案

(1)水平(2)0.256m1

0.255m1守恒轉(zhuǎn)回原題實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新命題角度1利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律【例3】某同學(xué)現(xiàn)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置來(lái)“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”，在氣墊導(dǎo)軌右端固定一彈簧，滑塊b的右端有強(qiáng)粘性的膠水?；瑝Ka和擋光片的總質(zhì)量為m1＝0.620kg，滑塊b的質(zhì)量為m2＝0.410kg，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按圖安裝好實(shí)驗(yàn)器材后，接通氣源，先將滑塊a置于氣墊導(dǎo)軌上，然后調(diào)節(jié)底腳螺絲，直到輕推滑塊后，滑塊上的擋光片通過(guò)兩個(gè)光電門的時(shí)間________；②將滑塊b置于兩光電門之間，將滑塊a置于光電門1的右端，然后將滑塊a水平壓縮彈簧，滑塊a在彈簧的作用下向左彈射出去，通過(guò)光電門1后繼續(xù)向左滑動(dòng)并與滑塊b發(fā)生碰撞；③兩滑塊碰撞后粘合在一起向左運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)光電門2；④實(shí)驗(yàn)后，分別記錄下滑塊a擋光片通過(guò)光電門1的時(shí)間t1，兩滑塊一起運(yùn)動(dòng)擋光片通過(guò)光電門2的時(shí)間t2。(1)完成實(shí)驗(yàn)步驟①中所缺少的內(nèi)容。相等實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破(1)完成實(shí)驗(yàn)步驟①中所缺少的內(nèi)容。(2)實(shí)驗(yàn)前用一游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光片的寬度d如圖乙所示，則d＝________cm。(3)設(shè)擋光片通過(guò)光電門的時(shí)間為Δt，則滑塊通過(guò)光電門的速度可表示為v＝________(用d、Δt表示)。(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得滑塊a經(jīng)過(guò)光電門1的速度為v1＝2.00m/s，兩滑塊經(jīng)過(guò)光電門2的速度為v2＝1.20m/s，將兩滑塊和擋光片看成一個(gè)系統(tǒng)，則系統(tǒng)在兩滑塊相互作用前、后的總動(dòng)量分別為p1＝________kg·m/s，p2＝________kg·m/s(結(jié)果均保留3位小數(shù))。答案(1)相等(2)1.550

(3)d/Δt

(4)1.240

1.236實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)回原題實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)到解析①增加物塊A開(kāi)始下滑時(shí)的高度②讓碰撞點(diǎn)盡量接近斜面底端實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破轉(zhuǎn)回原題【例4】(2020·黑龍江哈爾濱六中檢測(cè))某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球A、B的直徑d，其示數(shù)均如圖乙所示，則直徑d＝________mm，用天平測(cè)得球A、B的質(zhì)量分別為m1、m2。(2)用兩條細(xì)線分別將球A、B懸掛于同一水平高度，且自然下垂時(shí)兩球恰好相切，球心位于同一水平線上。(3)將球A向左拉起使其懸線與豎直方向的夾角為α?xí)r由靜止釋放，與球B碰撞后，測(cè)得球A向左擺到最高點(diǎn)時(shí)其懸線與豎直方向的夾角為θ1，球B向右擺到最高點(diǎn)時(shí)其懸線與豎直方向的夾角為θ2。(4)若兩球碰撞前后的動(dòng)量守恒，則其表達(dá)式為_(kāi)_______________；若碰撞是彈性碰撞，則還應(yīng)滿足的表達(dá)式為_(kāi)_______________。(用測(cè)量的物理量表示)課堂互動(dòng)20.0轉(zhuǎn)到解析課堂互動(dòng)轉(zhuǎn)回原題命題角度：利用光滑桌面上兩車的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律拓展訓(xùn)練2(2020·安徽蚌埠三模)如圖所示為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)帶有等寬遮光條的滑塊A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，在A、B間鎖定一壓縮的輕彈簧，將其置于氣墊導(dǎo)軌上。已知A到C與B到D的距離相等，遮光條的寬度為d。接通充氣開(kāi)關(guān)，解除彈簧的鎖定，彈簧將兩滑塊沿相反方向彈開(kāi)，光電門C、D記錄下兩遮光條通過(guò)的時(shí)間分別為t1和t2。(1)本實(shí)驗(yàn)需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，調(diào)節(jié)方案是___________________________________________________________________________________________________。(2)調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若關(guān)系式_________成立，則說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)動(dòng)量守恒。(3)某次實(shí)驗(yàn)未接通充氣開(kāi)關(guān)，鎖定時(shí)彈簧壓縮的長(zhǎng)度不變，光電門C、D記錄下兩遮光條通過(guò)的時(shí)間分別為t3和t4，兩滑塊與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，若要測(cè)出該動(dòng)摩擦因數(shù)，還需要測(cè)量的量是______________________。課堂互動(dòng)(3)兩滑塊到光電門的距離接通充氣開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌使滑塊能靜止在導(dǎo)軌上或使滑塊經(jīng)兩個(gè)光電門的時(shí)間相等轉(zhuǎn)到解析課堂互動(dòng)轉(zhuǎn)回原題備選訓(xùn)練1.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)，在小車A的前端粘有橡皮泥，設(shè)法使小車A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止的小車B相碰并黏在一起繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示。在小車A的后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz。(1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖8所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。則應(yīng)選圖中________段來(lái)計(jì)算A碰前的速度，應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A和B碰后的速度。(2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量mA＝0.40kg，小車B的質(zhì)量mB＝0.20kg，則由以上結(jié)果可得碰前mAvA＋mBvB＝________kg·m/s，碰后mAvA′＋mBvB′＝________kg·m/s。(3)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果來(lái)看，A、B碰撞的過(guò)程中，可能哪個(gè)物理量是不變的？______________。

BC

轉(zhuǎn)到解析DE

0.420

0.417

mv備選訓(xùn)練轉(zhuǎn)回原題2．氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦，我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖10所示，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．松開(kāi)手的同時(shí)，記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰到C、D擋板時(shí)計(jì)時(shí)器結(jié)束計(jì)時(shí)，分別記下A、B到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2。

b．在A、B間水平放入一個(gè)輕彈簧，用手壓住A、B使彈簧壓縮，放置在氣墊導(dǎo)軌上，并讓它靜止在某個(gè)位置。

c．給導(dǎo)軌送氣，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平。

d．用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離l1，B的右端至D板的距離l2。(1)實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是__________。

(2)實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量?jī)x器是__________，還需要測(cè)量的物理量是___________________。

(3)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是___________________。備選訓(xùn)練解析顯隱cbda天平兩滑塊的質(zhì)量m1、m23．用如圖11甲所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使質(zhì)量為mA的A球從斜槽上某一固定點(diǎn)G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，把質(zhì)量為mB的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作10次，得到了如圖乙所示的三個(gè)落地處。(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中讀出OP＝______cm。(2)由乙圖可以判斷出R是______球的落地點(diǎn)，Q是______球的落地點(diǎn)。(3)為了驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒，該同學(xué)只需驗(yàn)證表達(dá)式___________________________。備選訓(xùn)練解析顯隱17.5B

AmAOQ＝mAOP＋mBOR

備選訓(xùn)練