【三维设计】（广东专版）2016年高考物理一轮复习实验十六验证动量守恒定律课件

小球做平抛运动时飞行时间相同，所以可以用水平位移的大小关系表示速度的大小关系。

实验中要测量的数据有两小球的质量三个落点到点的距离。

所以应选，。

入射小球的释放点越高，入射小球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力影响越小，可以较好地满足动量守恒的条件，有利于减小误差，故正确。

答案，题组演练多选同学用如图实所示的装置来验证动量守恒定律。

图中为斜槽，为水平槽。

实验时先使球从斜槽上固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。

关于小球落点的下列说法中正确的是图实如果小球每次都从同点无初速释放，重复几次的落点应当是重合的由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不重合是正常的，但落点应当比较密集测定点位置时，如果重复次的落点分别为„，则应取„的平均值，即„用半径尽量小的圆把„圈住，这个圆的圆心就是入射球落点的平均位置解析重复操作时小球的落点不会全重合，但距离应较近。

确定落点位置的方法是画最小的圆圈定落点，圆心作为落点位置。

答案如图实所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图。

图实若入射小球质量为，半径为被碰小球质量为，半径为，则，为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是。

填下列对应的字母直尺游标卡尺天平弹簧秤秒表设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式用，及图中字母表示成立，即表示碰撞中动量守恒。

解析两小球要选等大的，且入射小球的质量应大些，故选。

该实验必须测出两球平抛的水平位移和质量，故必须用到直尺和天平，因两球平抛起点相同，不用测小球直径，故用不到。

因平抛落地时间相同，可用水平位移代替速度，故关系式为。

答案数据处理与误差分析例如图实所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

图实实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。

但是，可以通过仅测量填选项前的符号，间接地解决这个问题。

小球开始释放高度小球抛出点距地面的高度小球做平抛运动的射程图实中点是小球抛出点在地面上的垂直投影。

实验时，先让入射球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程。

然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。

接下来要完成的必要步骤是填选项前的符号。

用天平测量两个小球的质量，测量小球开始释放高度测量抛出点距地面的高度分别找到，相碰后平均落地点的位置，测量平抛射程，若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为用中测量的量表示若碰撞是弹性碰撞。

那么还应满足的表达式为用中测量的量表示。

经测定，小球落地点的平均位置距点的距离如图实所示。

碰撞前后的动量分别为与，则∶∶若碰撞结束时的动量为，则∶∶。

实验结果说明，碰撞前后总动量的比值为。

图实有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。

请你用中已知的数据，分析和计算出被碰小球平抛运动射程的最大值为。

解析小球离开轨道后做平抛运动，由知，即小球的下落时间定，则初速度可用平抛运动的水平射程来表示，选项正确。

本实验要验证的是，因此要测量两个小球的质量和以及它们的水平射程和，而要确定水平射程，应先分别确定两个小球落地的平均落点，没有必要测量小球开始释放的高度和抛出点距地面的高度。

故应完成的步骤是或或。

若动量守恒，应有是单独下落时离开轨道时的速度，是两球碰后离开轨道时的速度，又，则有，即若碰撞是弹性碰撞，则碰撞过程中没有机械能损失，则有，同样整理可得。

碰前的动量，碰后的动量，则∶∶∶碰后的动量，所以∶∶∶碰撞前后总动量的比值。

答案或或仅更换两个小球的材质时，碰撞中系统机械能的损失会发生变化，当碰撞为弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最大，平抛运动的射程就越大。

由和可得，代入数据可得。

题组演练如图实甲所示，在水平光滑轨道上停着甲乙两辆实验小车，甲车。

根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为忽略小球的大小。

解析要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球碰撞前后的高度和，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球的质量，就能求出弹性球的动量变化根据平抛运动的规律只要测出立柱高和桌面高就可以求出弹性球碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球的质量和立柱高桌面高就能求出弹性球的动量变化。

根据的解析可以写出动量守恒的方程。

答案弹性球的质量立柱高桌面高高考命题常涉及的几种创新角度本题创新点分析源于教材本例中的研究对象为两个小球，确定入射球碰前碰后速度的方法与教材实验相同。

高于教材本例中确定被碰小球碰后的速度，借用了平抛运动的研究方法。

二本实验还可以从以下方面进行改进创新如果给出打点计时器和气垫导轨，实验应如何操作提示气垫导轨与滑块间无摩擦，可以利用研究打点计时器记录的纸带分析滑块碰撞前后的速度，再验证系统碰撞过程中动量是否守恒。

如果给出打点计时器和长木板，实验应如何操作提示利用纸带确定滑块碰撞前后的速度的方法与中相同，但此实验必须调整长木板的倾角，以平衡滑块的摩擦力，使滑块碰撞前后均做匀速直线运动。

题组演练为了“探究碰撞中的不变量”，小明在光滑桌面上放有两个小球。

球的质量为，以速度跟质量为静止在桌面上的球发生碰撞，并测得碰撞后球的速度为，球的速度变为，方向与原来相同。

根据这些实验数据，小明对这次碰撞的规律做了如下几种猜想。

猜想碰撞后球获得了速度，球把速度传递给了球。

猜想碰撞后球获得了动能，球把减少的动能全部传递给了球。

你认为以上的猜想成立吗若不成立，请简述理由。

根据实验数据，通过计算说明，有个什么物理量，在这次碰撞中，球所增加的这个物理量与球所减少的这个物理量相等解析猜想均不成立。

因为球的速度只减少了，球的速度却增加了，所以猜想是错的。

球的动能减少了，球动能增加了，所以猜想也是错的。

计算球动量的增加量，球动量的减少量，从计算结果可得，球动量的增加量与球动量的减少量相等。

即系统的总动量保持不变。

答案见解析气垫导轨上有，两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接如图实甲所示，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它们运动过程的频闪照片，频闪的频率为，由图可知图实，离开弹簧后，应该做运动，已知滑块，的质量分别为根据照片记录的信息，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是。

若不计此失误，分开后，的动量大小为，的动量的大小为，本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒”这结论的依据是。

答案匀速直线两滑块的第个间隔两滑块作用前后总动量相等，均为解析离开弹簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做匀速直线运动，在离开弹簧前均做加速运动，两滑块的第个间隔应该比后面匀速时相邻间隔的长度小。

周期由图知匀速时速度分别为分开后的动量大小均为，方向相反，满足动量守恒，系统的总动量为。

气垫导轨是常用的种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。

我们可以用带竖直挡板和的气垫导轨和滑块和验证动量守恒定律，实验装置如图实所示，采用的实验步骤如下用天平分别测出滑块，的质量，。

调整气垫导轨，使导轨处于水平。

在和间放入个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。

图实用刻度尺测出的左端至板的距离。

按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块，运动时间的计时器开始工作，当，滑块分别碰撞，挡板时计时结束，记下，分别到达，的运动时间和。

实验中还应测量的物理量及其符号是。

利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是，上式中算得的，两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因有至少答出两点。

答案见解析解析实验中还应测量的物理量为滑块与板间的距离，符号为。

验证动量守恒定律的表达式是。

产生误差的原因的数据测量的误差没有考虑弹簧推动滑块的加速过程滑块并不是标准的匀速直线运动，因为滑块与导轨间有少许摩擦力。

实验十六验证动量守恒定律实验目的验证碰撞中的动量守恒。

二实验原理在维碰撞中，测出相碰的两物体的质量和及碰撞前后物体的速度，及找出碰撞前的动量及碰撞后的动量，看碰撞前后动量是否守恒。

三实验器材方案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。

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。

方案四斜槽大小相等质量不同的小球两个重垂线条白纸复写纸天平刻度尺圆规三角板。

四实验步骤方案利用气垫导轨完成维碰撞实验测质量用天平测出滑块质量。

安装正确安装好气垫导轨。

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改变滑块的质量改变滑块的初速度大小和方向。

验证维碰撞中的动量守恒。

方案二利用等长悬线悬挂大小相等的小球完成维碰撞实验测质量用天平测出两小球的质量，。

安装把两个大小相等的小球用等长悬线悬挂起来。

实验个小球静止，拉起另个小球，放下时它们相碰。

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。

改变条件改变碰撞条件，重复实验。

验证维碰撞中的动量守恒。

方案三在光滑桌面上两车碰撞完成维碰撞实验测质量用天平测出两小车的质量。

安装将打点计时器固定在光滑长木板的端，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。

实验接通电源，让小车运动，小车静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成体运动。

测速度通过纸带上两计数点间的距离及时间由算出速度。

改变条件改变碰撞条件重复实验。

验证维碰撞中的动量守恒。

方案四利用等大小球做平抛运动完成维碰撞实验先用天平测出小球质量，。

按图实所示那样安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，调节实验装置使两小球碰时处于同水平高度，且碰撞瞬间入射小球与被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行，以确保正碰后的速度方向水平。

图实在地上铺张白纸，在白纸上铺放复写纸。

在白纸上记下重垂线所指的位置，它表示入射球碰前的位置。

先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同高度处滚下，重复次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射小球发生碰撞前的落地点。

把被碰小球放在斜槽的末端，让入射小球从同高度滚下，使它发生正碰，重复次，仿步骤求出入射小球落地点的平均位置和被碰小球落地点的平均位置。

过和在纸上作直线。

用刻度尺量出线段的长度。

把两小球的