1、實驗7.1 驗證動量守恒定律【高考導航】搶分題型題型1 實驗原理與操作題型2 實驗數據處理題型3實驗改進拓展創新實驗目的驗證動量守恒定律。實驗原理質量和的兩個小球（可視為質點）發生正碰，若碰前小球運動，小球靜止，根據動量守恒定律有，因小球從斜槽上滾下后做平拋運動，由平拋運動只是可知，只要小球下落高度相同，在落地前運動時間就相同，則小球的水平速度若用飛行時間作時間單位，在數值上就等于小球飛出的水平距離，因此只要測出小球的質量和兩球碰撞前后飛出的水平距離，帶入公式就可驗證動量守恒定律，即題型1實驗原理與操作例1如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動

2、量關系(1)實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的但是，可以通過僅測量_(填選項前的符號)，間接地解決這個問題a小球開始釋放高度hb小球拋出點距地面的高度hc小球做平拋運動的射程(2)圖中o點是小球拋出點在地面上的垂直投影實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上s位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置p，測量平拋射程op.然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上s位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復接下來要完成的必要步驟是_(填選項前的符號)a用天平測量兩個小球的質量m1、m2b測量小球m1開始釋放高度hc測量拋出點距地面的高度hd分別找到m1、m2相碰后平均落地點的

3、位置m、ne測量平拋射程om、on答案(1)c(2)ade或dae針對訓練：某同學用如圖12所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端上，讓a球仍從固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次圖12(1)本實驗必須測量的物理量有_a斜槽軌道末端距水平地面的高度hb小球a、b的質量ma、mbc小球a、b的半徑rd小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間te記錄紙上o點到a、b、c各點的距離、fa球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間

4、的高度差h(2)放上被碰小球b，兩球(ma>mb)相碰后，小球a、b的落地點依次是圖中水平面上的_點和_點(3)某同學在做實驗時，測量了過程中的各個物理量，利用上述數據驗證碰撞中的動量守恒，那么判斷的依據是看_和_在誤差允許范圍內是否相等答案(1)be(2)ac(3)ma·ma·mb·題型2實驗數據處理例2在用如圖甲所示的裝置研究碰撞中的動量守恒的實驗中用游標卡尺測量直徑相同的入射球與被碰球的直徑，測量結果如圖乙所示，該球直徑為_cm.實驗中小球的落點情況如圖丙所示，入射球a與被碰球b的質量比mamb32，則實驗中碰撞結束時刻兩球動量大小之比papb_.答案

5、2.1412解析根據游標卡尺的讀數規則，該球的直徑為2.14 cm；××.針對訓練：某同學設計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：在小車a的前端粘有橡皮泥，推動小車a使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車b相碰并粘合成一體，繼續做勻速直線運動他設計的裝置如圖甲所示在小車a后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50 hz，長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力(1)若已測得打點紙帶如圖乙所示，并測得各計數點間距(已標在圖上)a為運動的起點，則應選_段來計算a碰前的速度應選_段來計算a和b碰后的共同速度(以上兩空選填“ab”或“bc”或“cd”或“de”)(2)已測

6、得小車a的質量m10.4 kg，小車b的質量為m20.2 kg，則碰前兩小車的總動量為_kg·m/s，碰后兩小車的總動量為_kg·m/s.答案：(1)bcde(2)0.4200.417解析：(1)從分析紙帶上打點的情況看，bc段既表示小車做勻速運動，又表示小車有較大速度，因此碰撞后a、b的總動量p(m1m2)v(0.20.4)×0.695 kg·m/s0.417 kg·m/s題型3實驗改進拓展創新用斜槽結合平拋運動的知識驗證動量守恒定律是本實驗的主要考查方式，但創新實驗不拘擬于課本還可用氣墊導軌、等長懸線懸掛等大小球完成1方案一：利用氣墊導軌完

7、成一維碰撞實驗(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)實驗：接通電源，利用配套的光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(改變滑塊的質量改變滑塊的初速度大小和方向)(4)驗證：一維碰撞中的動量守恒2方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實驗(1)測質量：用天平測出兩小球的質量m1、m2.(2)安裝：把兩個等大小球用等長懸線懸掛起來(3)實驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時它們相碰(4)測速度：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應小球的速度(5)改變條件：改變碰撞條件，重復實驗(6)驗證：一

8、維碰撞中的動量守恒例3(1)利用氣墊導軌通過閃光照相進行“探究碰撞中的不變量”這一實驗實驗要求研究兩滑塊碰撞時動能損失很小和很大等各種情況，若要求碰撞時動能損失最大應選下圖中的_(填“甲”或“乙”)，若要求碰撞動能損失最小則應選下圖中的_(填“甲”或“乙”)(甲圖兩滑塊分別裝有彈性圈，乙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥)(2)某次實驗時碰撞前b滑塊靜止，a滑塊勻速向b滑塊運動并發生碰撞，利用閃光照相的方法連續4次拍攝得到的閃光照片如圖所示已知相鄰兩次閃光的時間間隔為t，在這4次閃光的過程中，a、b兩滑塊均在080 cm范圍內，且第1次閃光時，滑塊a恰好位于x10 cm處若a、b兩滑塊的碰撞時間及閃

9、光持續的時間極短，均可忽略不計，則可知碰撞發生在第1次閃光后的_時刻，a、b兩滑塊質量比mamb_.答案(1)乙甲(2)2.5t23解析(1)若要求碰撞時動能損失最大，則需兩物體碰撞后結合在一起，故應選圖中的乙；若要求碰撞時動能損失最小，則應使兩物體發生完全彈性碰撞，即選圖中的甲(2)由圖可知，第1次閃光時，滑塊a恰好位于x10 cm處，第二次a在x30 cm處，第三次a在x50 cm處，碰撞在x60 cm處從第三次閃光到碰撞的時間為，則可知碰撞發生在第1次閃光后的2.5t時刻設碰前a的速度為v，則碰后a的速度為，b的速度為v，根據動量守恒定律可得mavma·mb·v，解得

10、.針對訓練：氣墊導軌是常用的一種實驗儀器它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦我們可以用帶豎直擋板c和d的氣墊導軌以及滑塊a和b來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計)，采用的實驗步驟如下：a用天平分別測出滑塊a、b的質量ma、mb.b調整氣墊導軌，使導軌處于水平狀態c在a和b間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡鎖鎖定，靜止放置在氣墊導軌上d用刻度尺測出a的左端至c板的距離l1.e按下電鈕放開卡鎖，同時使分別記錄滑塊a、b運動時間的計時器開始工作當a、b滑塊分別碰撞c、d擋板時停止計時，記下a、b分別到達c、d的運動時間t1和t2.(1)實驗中還應測量的物理量是_(2)利用上述測量的實驗數據，驗證動量守恒定律的表達式是_(3)利用上述實驗數據寫出被壓縮彈簧的彈性勢能大小的表達式為_答案：(1)b右端到d