发布时间 : 星期三 文章2020年高考物理一轮复习第7章动量守恒定律实验专题(七)第34讲验证动量守恒定律学案解析版更新完毕开始阅读77cd97e70166f5335a8102d276a20029bd64638c
(2)验证的表达式：m1v1＝m1v1′＋m2v2′。
气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置质量均为m的A、B(图中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f。气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。如图所示的甲和乙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s1、s2和s3。
(1)若碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，则滑块________(填“A”或“B”)是与纸带甲的________(填“左”或“右”)端相连。
(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为________、________，实验需要验证是否成立的表达式为_______________________________________________
_______________________________________________________________ (用题目所给的已知量表示)。
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解析 (1)因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根据动量守恒定律可知，图中s1和s3是两物体相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带，所以滑块A应与甲纸带的左侧相连。
(2)碰撞前物体的速度分别为：
s1s1
v1＝＝＝0.2s1f
t5Ts3
v2＝＝0.2s3f
t碰撞后两物体的共同速度：
s2
v＝＝0.2s2f
t所以碰前两物体动量分别为：
p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3，
总动量为p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)； 碰后总动量为：p′＝2mv＝0.4mfs2。 要验证动量守恒，则需验证 0．2mf(s1－s3)＝0.4mfs2是否成立。 答案 (1)A 左
(2)0.2mfs1 0.2mfs3 0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2
方法感悟
创新实验注意事项
(1)前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 (2)方案提醒
①若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应注意利用水平仪确保导轨水平。 ②若利用摆球进行验证，两摆球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直面内。
③若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力。
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某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，
A、B两摆球均很小，质量之比为1∶2。当两摆球均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触。
向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角，然后将其由静止释放。结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角为30°。若本实验允许的最大误差为±4%，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？
答案 见解析
解析 设摆球A、B的质量分别为mA、mB，摆长为l，B球的初始高度为h1，碰撞前B球的速度为vB。在不考虑
摆线质量的情况下，根据题意及机械能守恒定律得
h1＝l(1－cos45°)
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mBvB＝mBgh1 2
设碰撞前、后两摆球的总动量大小分别为p1、p2。有
p1＝mBvB
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联立得p1＝mB2gl1－cos45°
1－cos30°
同理可得p2＝(mA＋mB)2gl则有＝
p2mA＋mBp1mB1－cos30°
1－cos45°
代入已知条件得：≈1.01 由此可以推出?
p2p1
?p2－p1?<4%
??p1?
课后作业
所以，此实验在规定的误差范围内验证了动量守恒定律。
1．(2018·和平区模拟)在“验证动量守恒定律”的实验中，一般采用如图所示的装置：
(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则________。 A．m1>m2，r1>r2 C．m1>m2，r1＝r2 A．刻度尺 C．天平 E．秒表
(3)在做实验时，对实验要求，以下说法正确的是________。 A．斜槽轨道必须是光滑的 B．斜槽轨道末端的切线是水平的 C．入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D．释放点越高，两球碰后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确
(4)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用如图所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的表达式为____________________。(用装置图中的字母表示)
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