試驗七驗證動量守恒定律1/382/381．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守恒．2．試驗器材斜槽，大小相等、質量不一樣小鋼球兩個，重垂線，白紙，復寫紙，天平，刻度尺，圓規．試驗要求3/383．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)按照圖甲安裝試驗裝置．調整、固定斜槽使斜槽底端水平．(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．4/385/381．數據處理驗證表示式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.2．注意事項(1)前提條件：確保碰撞是一維，即確保兩物體在碰撞之前沿同一直線運動，碰撞之后還沿這條直線運動．(2)進行試驗，入射球質量要大于被碰球質量，即m1>m2，預防碰后m1被反彈．方法規律6/383．誤差分析(1)系統誤差：主要起源于裝置本身是否符合要求，即①碰撞是否為一維碰撞．②試驗是否滿足動量守恒條件，如氣墊導軌是否水平，兩球是否等大，長木板試驗是否平衡掉摩擦力等．(2)偶然誤差：主要起源于質量m和速度v測量．(3)減小誤差辦法①設計方案時應確保碰撞為一維碰撞，且盡可能滿足動量守恒條件．②采取屢次測量求平均值方法減小偶然誤差．7/384．其它方案利用氣墊導軌和光電計時器完成一維碰撞試驗．(1)測質量：用天平測出滑塊質量．(2)安裝：正確安裝好氣墊導軌．(3)試驗：接通電源，利用配套光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后速度．(①改變滑塊質量．②改變滑塊初速度大小和方向．)(4)驗證：一維碰撞中動量守恒．8/381．試驗原理(1)小球從同一點平拋，落地時間均相同；(2)可用小球做平拋運動水平射程作為小球平拋運動初速度進行試驗驗證．考點1教材試驗方案考查9/382．試驗操作步驟(1)要用天平測量入射球m1和被碰球m2質量；(2)沒必要測量小球m1釋放高度h及拋出點到地面高度；(3)確保每次都從同一位置由靜止釋放入射球m1；(4)會用畫最小圓方法求小球落點平均位置；(5)要分清P，M，N分別對應哪個小球何種情況下落點．10/38例1如圖，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，不過，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11/38(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，測出平拋射程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，ON12/38(3)若兩球相碰前后動量守恒，其表示式可表示為_______________[用(2)中測量量表示]；若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足表示式為_______________[用(2)中測量量表示]．13/38(5)有同學認為，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.思緒剖析：(1)在本試驗中，需要測定哪些物理量？(2)試驗操作時需要注意哪些事項？【答案】(1)C(2)ADE或(DEA或DAE)(3)m1·OM＋m2·ON＝m1·OP

m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2(4)142.91～1.01(5)76.814/3815/3816/3817/38練1某同學用如圖甲所表示裝置經過半徑相同A、B兩球(mA>mB)碰撞來驗證動量守恒定律，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．試驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面統計紙上，留下痕跡．重復上述操作10次，得到10個落點痕跡．再把B球放在水平槽上靠近槽末端地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在統計紙上留下各自落點痕跡．重復這種操作10次．圖中O點是水平槽18/38(1)碰撞后B球水平射程應取為________cm.(2)在以下選項中，哪些是此次試驗必須進行測量？________(填選項號)A．水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點距離B．A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點距離C．測量A球或B球直徑D．測量A球和B球質量(或兩球質量之比)E．測量水平槽面相對于O點高度19/38(3)試驗中，關于入射小球在斜槽上釋放點高低對試驗影響說法中正確是()A．釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B．釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量相對誤差越小，兩球速度測量越準確C．釋放點越高，兩球相碰時，相互作用內力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越小D．釋放點越高，入射小球對被碰小球作用力越大，軌道對被碰小球阻力越小20/38【答案】(1)66.0(2)ABD(3)C【解析】(1)碰撞后B球水平射程落點如題圖甲所表示，取全部落點中靠近中間點讀數，即可取一個最小圓圓心，約為66.0cm.(2)水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點距離，即測量出碰撞前A球速度，故A正確；A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點距離，即測量出碰撞后A球速度，故B正確；不需要測量A球或B球直徑，故C錯誤；測量A球和B球質量(或兩球質量之比)，用來表示出球質量，故D正確；不需要測量G點相對于水平槽面高度，故E錯誤．故選ABD．21/38(3)釋放點越低，入射小球速度小，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量相對讀數相對誤差大，故A、B兩項均錯誤；釋放點越高，兩球相碰時，相互作用內力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越小，故C項正確；釋放點越高，入射小球對被碰小球作用力越大，支柱對被碰小球阻力不變，阻力影響相對越小，能夠很好地滿足動量守恒條件，也有利于減小測量水平位移時相對誤差，從而使試驗誤差減小，故D項錯誤．22/38考點2其它試驗方案考查23/3824/3825/3826/3827/3828/3829/38熱點題組驗證動量守恒定律1．(屆湖北黃岡檢測)某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律試驗，氣墊導軌裝置如圖甲所表示，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．模擬精選·組合專練30/38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把打點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和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；⑤把滑塊2放在氣墊導軌中間；已知碰后兩滑塊一起運動；⑥先________________，然后________，讓滑塊帶動紙帶一起運動；31/38⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出較理想紙帶如圖乙所表示；⑧測得滑塊1(包含撞針)質量為310g，滑塊2(包含橡皮泥)質量為205g.(1)試著完善試驗步驟⑥內容．(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前質量與速度乘積之和為______kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質量與速度乘積之和為________kg·m/s.(保留3位有效數字)(3)試說明(2)問中兩結果不完全相等主要原因是_________________.【答案】(1)先接通打點計時器電源放開滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點計時器限位孔有摩擦力作用32/3833/3834/38(1)若已測得打點紙帶如圖乙所表示，并測得各計數點間距(已標在圖上)．A為運動起點，則應選________段來計算A碰前速度，應選________段來計算A和B碰后共同速度(以上兩空填“AB”“BC”“CD”或“DE”)．(2)已測得小車A質量m1＝0.4kg，小車B質量m2＝0.2kg，則碰前兩小車總動量為________kg·m/s，碰后兩小車總動量為________kg·m/s.(結果保留3位