試驗七驗證動量守恒定律第六章動量守恒定律1/29內容索引過好雙基關命題點一

教材原型試驗命題點二

試驗拓展創新2/291過好雙基關3/291.試驗原理在一維碰撞中，測出物體質量m和碰撞前、后物體速度v、v′，算出碰撞前動量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后動量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后動量是否相等.2.試驗器材斜槽、小球(兩個)、

、直尺、復寫紙、白紙、圓規等.天平

基本試驗要求4/293.試驗步驟(1)用天平測出兩小球質量，并選定質量大小球為入射小球.(2)按照如圖甲所表示安裝試驗裝置.調整、固定斜槽使斜槽底端水平.5/29(3)白紙在下，復寫紙在上且在適當位置鋪放好.記下重垂線所指位置O.(4)不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復10次.用圓規畫盡可能小圓把小球全部落點都圈在里面.圓心P就是小球落點平均位置.(5)把被撞小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發生碰撞，重復試驗10次.用步驟(4)方法，標出碰后入射小球落點平均位置M和被撞小球落點平均位置N.如圖乙所表示.6/29(6)連接ON，測量線段OP、OM、ON長度.將測量數據填入表中.最終代入

，看在誤差允許范圍內是否成立.(7)整理好試驗器材放回原處.(8)試驗結論：在試驗誤差允許范圍內，碰撞系統動量守恒.7/291.數據處理驗證表示式：2.注意事項(1)斜槽末端切線必須

；(2)入射小球每次都必須從斜槽

高度由

釋放；(3)選質量較

小球作為入射小球；(4)試驗過程中試驗桌、斜槽、統計白紙位置要一直保持不變.水平同一靜止大規律方法總結8/292命題點一教材原型試驗9/29

如圖所表示，用“碰撞試驗器”能夠驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后動量關系.(1)試驗中直接測定小球碰撞前后速度是不輕易，但能夠經過僅測量

(填選項前符號)間接地處理這個問題.A.小球開始釋放高度hB.小球拋出點距地面高度HC.小球做平拋運動射程【例1】答案解析√10/29(2)圖中O點是小球拋出點在地面上垂直投影.試驗時，先讓入射球m1屢次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點位置P，測量平拋射程OP.然后，把被碰小球m2靜置于軌道水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并屢次重復.接下來要完成必要步驟是

.(填選項前符號)A.用天平測量兩個小球質量m1、m2B.測量小球m1開始釋放高度hC.測量拋出點距地面高度HD.分別找到m1、m2相碰后平均落地點位置M、NE.測量平拋射程OM、ON答案√√√11/29(3)經測定，m1＝45.0g，m2＝7.5g，小球落地點平均位置距O點距離如圖所表示.碰撞前后m1動量分別為p1與p1′，則p1∶p1′＝

∶11；若碰撞結束時m2動量為p2′，則p1′∶p2′＝11∶

.試驗結果說明，碰撞前后總動量比值

＝

.答案解析142.91.0112/29(4)有同學認為，在上述試驗中僅更換兩個小球材質，其它條件不變，能夠使被碰小球做平拋運動射程增大.請你用(4)中已知數據，分析和計算出被碰小球m2平拋運動射程ON最大值為

cm.答案解析76.80其它條件不變，使ON最大，則m1、m2發生彈性碰撞，則其動量和能量均守恒，可得v2＝13/29題組階梯突破1.在“驗證動量守恒定律”試驗中，已經有試驗器材有：斜槽軌道，大小相等質量不一樣小鋼球兩個，重錘線一條，白紙，復寫紙，圓規.試驗裝置及試驗中小球運動軌跡及落點情況簡圖如圖所表示.試依據試驗要求完成以下填空：(1)試驗前，軌道調整應注意__________________________.槽末端切線是水平答案解析平拋運動14/29(2)試驗中重復屢次讓a球從斜槽上釋放，應尤其注意

.答案解析靜止釋放滾下讓a球從同一高處確保初速度相同(3)試驗中還缺乏測量器材有

.答案解析天平、刻度尺要驗證mav0＝mav1＋mbv2，平拋運動時間相同，故可驗證mav0t＝mav1t＋mbv2t，而v0t＝OP，v1t＝OM，v2t＝ON，故只需驗證ma·OP＝ma·OM＋mb·ON，故需要天平、刻度尺.15/29(4)試驗中需要測量物理量是

.答案解析a球質量ma和b球質量mb，線段OP、OM和ON長度由(3)解析可知試驗中需測量物理量是a球質量ma和b球質量mb，線段OP、OM和ON長度.(5)若該碰撞過程中動量守恒，則一定相關系式______________________成立.ma·OP＝ma·OM＋mb·ON由(3)解析可知若該碰撞過程中動量守恒，則一定相關系式ma·OP＝ma·OM＋mb·ON.答案解析16/293命題點二試驗拓展創新17/29(·新課標全國Ⅱ·35(2))現利用圖(a)所表示裝置驗證動量守恒定律.在圖(a)中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側帶有一彈簧片，左側與打點計時器(圖中未畫出)紙帶相連；滑塊B左側也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器(未完全畫出)能夠統計遮光片經過光電門時間.【例2】18/29試驗測得滑塊A質量m1＝0.310kg，滑塊B質量m2＝0.108kg，遮光片寬度d＝1.00cm；打點計時器所用交流電頻率f＝50.0Hz.將光電門固定在滑塊B右側，開啟打點計時器，給滑塊A一向右初速度，使它與B相碰.碰后光電計時器顯示時間為ΔtB＝3.500ms，碰撞前后打出紙帶如圖(b)所表示.若試驗允許相對誤差絕對值

最大為5%，本試驗是否在誤差范圍內驗證了動量守恒定律？寫出運算過程.答案解析看法析19/29

20/29題組階梯突破2.把兩個大小相同、質量不等金屬球用細線連接起來，中間夾一被壓縮了輕彈簧，置于摩擦能夠忽略不計水平桌面上，如圖所表示，現燒斷細線，觀察兩球運動情況，進行必要測量，探究物體間發生相互作用時不變量.測量過程中：(1)還必須添加器材有_____________________________________________________.圖釘、細線、鉛錘、木板、天平刻度尺、白紙、復寫紙、答案(2)需直接測量數據是

.答案(3)需要驗算表示式怎樣表示？

.答案兩球質量m1、m2，水平射程x1、x2m1x1＝m2x221/293.如圖是用來驗證動量守恒試驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子邊緣有一豎直立柱.試驗時，調整懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上球2右端接觸且兩球等高.將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上.釋放球1，當它擺到懸點正下方時與球2發生對心碰撞，碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上C點.測出相關數據即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒.現已測出A點離水平桌面距離為a、B點離水平桌面距離為b、C點與桌子邊緣間水平距離為c.另外：22/29(1)還需要測量量是

、

和__________________________.答案解析彈性球1、2質量m1、m2立柱高h離水平地面高度H桌面要驗證動量守恒必須知道兩球碰撞前后動量改變，依據彈性球1碰撞前后高度a和b，由機械能守恒能夠求出碰撞前后速度，故只要再測量彈性球1質量m1，就能求出彈性球1動量改變；依據平拋運動規律只要測出立柱高h和桌面離水平地面高度H就能夠求出彈性球2碰撞前后速度改變，故只要測量彈性球2質量m2和立柱高h、桌面離水平地面高度H就能求出彈性球2動量改變.23/29(2)依據測量數據，該試驗中動量守恒表示式為

.(忽略小球大小)答案解析依據(1)解析能夠寫出動量守恒方程24/294.某同學利用電火花計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律試驗.氣墊導軌裝置如圖(a)所表示，所用氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導軌兩個工作面上均勻分布著一定數量小孔，向導軌空腔內不停通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩定地漂浮在導軌上，這么就大大減小了因滑塊和導軌之間摩擦而引發誤差.25/29(1)下面是試驗主要步驟：①安裝好氣墊導軌，調整氣墊導軌調整旋鈕，使導軌水平；②向氣墊導軌通入壓縮空氣；③把電火花計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架外側，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1左端，調整打點計時器高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶一直在水平方向；④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上橡皮繩；26/29⑤把滑塊2放在氣墊導軌中間；⑥先

，然后

，讓滑塊帶動紙帶一起運動；⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出理想紙帶如圖(b)所表示；⑧測得滑塊1質量為310g，滑塊2(包含橡皮泥)質量為205g.完善試驗步驟⑥內容.接通打點計時器電源釋放滑塊1答案解析使用打點計時器時，先接通電源后釋放紙帶，所以先接通打點計時器電源，后釋放滑塊1.27/29(2)已知打點計時器每隔0.02s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統總動量為

kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統總動量為

kg·m/s.(結果均保留三位有效數字)答案解析依據紙帶數據得：碰撞前滑塊1動量為：p1＝m1v1＝0.310×

kg·m/s＝0.620kg·m/s，滑塊2動量為零，所以碰撞前總