2026屆高考物理沖刺復(fù)習(xí)

驗證動量守恒定律

動量守恒定律1.會利用不同案例驗證動量守恒定律。2.知道在不同實驗案例中要測量的物理量，會進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及誤差分析。強(qiáng)基礎(chǔ)

固本增分

一、實驗?zāi)康?/p>

一維碰撞中，在∑F外近似為0情況下，測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v'，找出碰撞前的動量p=m1v1+m2v2及碰撞后的動量p'=m1v1'+m2v2'，比較碰撞前后動量是否守恒。二、實驗思路v1′v2′m1v1v2m1m2m2關(guān)鍵點①

數(shù)字計時器測速（光電門測速）②

平拋測速③

打點計時器測速④

頻閃照片測速⑤

單擺測速⑴保持碰撞時速度沿水平方向⑵實現(xiàn)一維碰撞⑶速度測量思考：實驗時氣墊導(dǎo)軌是否需要調(diào)成水平？為什么？【方案一】研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時的動量守恒氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥、游標(biāo)卡尺等。實驗器材1.測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量。2.安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)整導(dǎo)軌水平。3.實驗：接通電源，利用配套的數(shù)字計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質(zhì)量；②改變滑塊的初速度)。進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)記錄分析處理1.滑塊速度的測量：

，式中Δx為滑塊擋光片的寬度(儀器說明書上給出，也可直接測量)，Δt為數(shù)字計時器顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過光電門的時間。2.驗證的表達(dá)式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。1.測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球為入射小球。2.安裝：按照如圖所示的原理圖安裝實驗裝置，調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平。3.鋪紙：白紙在下，復(fù)寫紙在上且在適當(dāng)位置鋪放好。

記下鉛垂線所指的位置O。

【方案二】研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒進(jìn)行實驗實驗器材斜槽、小球(兩個)、天平、復(fù)寫紙、白紙、圓規(guī)、刻度尺等。4.確定單球落點平均位置：不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次。用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點圈在里面。圓心P就是小球落點的平均位置。5.確定碰撞后小球落點平均位置：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)實驗10次。用步驟4的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點的平均位置M和被撞小球落點的平均位置N，如圖所示。改變?nèi)肷湫∏虻尼尫鸥叨?，重?fù)實驗。1.小球水平射程的測量：連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度。2.驗證的表達(dá)式：m1·lOP=m1·lOM+m2·lON。數(shù)據(jù)記錄分析處理2.偶然誤差：主要來源于質(zhì)量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的測量。三、誤差分析1.系統(tǒng)誤差：主要來源于實驗器材及實驗操作等。⑴碰撞是否為一維碰撞。⑵方案1中氣墊導(dǎo)軌是否完全水平；方案2中入射小球的釋放高度存在差異。⑴斜槽末端的切線必須水平。⑵入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放。⑶兩小球要大小相同，選質(zhì)量較大的小球作為入射小球。⑷實驗過程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變。四、注意事項1.碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”。調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時，應(yīng)確保導(dǎo)軌水平。3.利用平拋運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行驗證2.利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行驗證考向一:實驗原理與操作典題1(2024全國新課標(biāo)卷)某同學(xué)用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。將斜槽軌道固定在水平桌面上，軌道末端水平，右側(cè)端點在水平木板上的垂直投影為O，木板上疊放著白紙和復(fù)寫紙。實驗時先將小球a從斜槽軌道上Q處由靜止釋放，a從軌道右端水平飛出后落在木板上；重復(fù)多次，測出落點的平均位置P與O點的距離xP。將與a半徑相等的小球b置于軌道右側(cè)端點，再將小球a從Q處由靜止釋放，兩球碰撞后均落在木板上；重復(fù)多次，分別測出a、b兩球落點的平均位置M、N與O點的距離xM、xN?？键c一教材原型實驗完成下列填空：(1)記a、b兩球的質(zhì)量分別為ma、mb，實驗中須滿足條件ma

_____(選填“>”或“<”)mb。

(2)如果測得的xP、xM、xN、ma和mb在實驗誤差范圍內(nèi)滿足關(guān)系式______________

，則驗證了兩小球在碰撞中滿足動量守恒定律。實驗中，用小球落點與O點的距離來代替小球水平飛出時的速度，依據(jù)是________________________________________________________________________________________。>maxP=maxM+mbxN

水平位移可代替水平飛出時的速度從同一高度做平拋運(yùn)動的兩個小球，運(yùn)動時間相同，

考向二:數(shù)據(jù)處理與誤差分析典題2(2025北京西城模擬)某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌上滑塊間的碰撞來驗證動量守恒定律，滑塊1上安裝遮光片，光電計時器可以測出遮光片經(jīng)過光電門的遮光時間，滑塊質(zhì)量可以通過天平測出，實驗裝置如圖甲所示。⑴游標(biāo)卡尺測量遮光片寬度如圖乙所示，其寬度d=_________cm。

⑵打開氣泵，待氣流穩(wěn)定后，將滑塊1輕輕從左側(cè)推出，發(fā)現(xiàn)其經(jīng)過光電門1的時間比光電門2的時間短，應(yīng)該調(diào)高氣墊導(dǎo)軌的_____(選填“左”或“右”)端，直到通過兩個光電門的時間相等，即軌道調(diào)節(jié)水平。

左2.850甲

乙

⑶在滑塊上安裝配套的粘扣。滑塊2(未安裝遮光片m2=120.3g)靜止在導(dǎo)軌上，輕推滑塊1(安裝遮光片m1=174.5g)，使其與滑塊2碰撞，記錄碰撞前滑塊1經(jīng)過光電門1的時間Δt1，以及碰撞后兩滑塊經(jīng)過光電門2的時間Δt2。重復(fù)上述操作，多次測量得出多組數(shù)據(jù)如下表：Δt1/ms64.7269.7370.6980.31104.0515.514.314.112.59.6Δt2/ms109.08121.02125.02138.15185.199.28.38.07.25.4

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考向一：實驗器材創(chuàng)新典題3(2023遼寧卷)某同學(xué)為了驗證對心碰撞過程中的動量守恒定律，設(shè)計了如下實驗：用紙板搭建如圖所示的滑道，使硬幣可以平滑地從斜面滑到水平面上，其中OA為水平段，選擇相同材質(zhì)的一元硬幣和一角硬幣進(jìn)行實驗。圖(a)圖(b)考點二實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新

測量硬幣的質(zhì)量，得到一元和一角硬幣的質(zhì)量分別為m1和m2(m1>m2)，將硬幣甲放置在斜面上某一位置，標(biāo)記此位置為B。由靜止釋放甲，當(dāng)甲停在水平面上某處時，測量甲從O點到停止處的滑行距離OP。將硬幣乙放置在O處，左側(cè)與O點重合，將甲放置于B點由靜止釋放。當(dāng)兩枚硬幣發(fā)生碰撞后，分別測量甲、乙從O點到停止處的滑行距離OM和ON，保持釋放位置不變，重復(fù)實驗若干次，得到OP、OM、ON的平均值分別為s0、s1、s2。⑴在本實驗中，甲選用的是______(選填“一元”或“一角”)硬幣；

⑵碰撞前，甲到O點時速度的大小可表示為__________(設(shè)硬幣與紙板間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g)；

一元

圖(a)圖(b)

存在空氣阻力；硬幣大小不能忽略，不可視為質(zhì)點等(答案合理即可)

考向二:實驗方案的改進(jìn)典題4為了驗證碰撞中的動量守恒定律，某同學(xué)采用如圖所示的裝置進(jìn)行了實驗：

①安裝實驗裝置，將斜面固定在水平桌邊O，小球B放在桌子邊緣，水平桌面上固定輕彈簧，A球?qū)椈蓧嚎s到位置K處；

②實驗中，經(jīng)過多次從同一位置K由靜止釋放入射小球A，在記錄紙上找到了未放被碰小球B時，入射小球A的平均落點P，以及A球與B球碰撞后，A、B兩球平均落點位置M、N，并測得它們到拋出點O的距離分別為lOP、lOM、lON。⑴若入射小球的質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球的質(zhì)量為m2，半徑為r2，則要求______(填字母序號)。

A.m1>m2，r1>r2B.m1>m2，r1<r2

C.m1>m2，r1=r2D.m1<m2，r1=r2⑵水平桌面______光滑，兩球的質(zhì)量_______測量。(均選填“必須”或“不必”)

⑶如果A、B兩球在碰撞過程中動量守恒，則m1、m2、lOP、lOM、lON之間需滿足的關(guān)系式是________________________。

C不必必須

課堂小結(jié)

m1

OP