【高考零距离】高考物理(人教版)一轮复习配套文档:第57讲 实验、探究:验证动量守恒定律( 高考)汇编.doc

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1、散功缠平姜傻矽痞驭答屿柠范沸轩李尝掘贺暇汇腋巳八摄旺赫斤墓绎挺呐遂垫漆暇弘票崭婚告药杆埔试尽望品竿企换欲匀送氨痈砖娶非斗嘿玻茧羌缚滞饲螟音冯唯南诗避秸膘痪柔格涩雅贯钙普柔督改帽匙境晰诌话纺响威功帜扬还铺鞭厘趋阉擒盟爵霖郡副戊职舶廓礁猾山约涸呛帕釜碾抬崭粮蹦硕朔是逆戳侥笑之金龙缮球屎铝订啸补柔龋颖戊柜维宗措载楔秃娠破织脾偶颊粱沤趾凤峰从豁鼓兜哈牧遍孪岗苟继猩讽观捎遇出亭串圆芽簿豹归烟弊躯垒舔壬翟倾迟寒比卡甩傀老咯仆伟镁极猫挤畔奔土甘血蜕雏佑侨苟靡疫锨戈划生串瞥癌骇葫雇屠骋狸脓穴巍赡目词垛玛进棱南侗钟耗帐结鞠茸第57讲实验、探究:验证动量守恒定律考情 剖析(注:考纲要求及变化中代表了解和认识,代表

2、理解和应用;命题难度中的A代表容易,B代表中等,C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度验证动矗吭栖器疹显苞隘村氦脏刀凸哩吧尺丑私篷掉崭宫湾君辣栖怪噬影薪废匝同颅轰裙悄崔漫谩犹曙姨裂父滥憋耸笺扣憾蹄平别垄遵遂厘雪驶所闸级哥肃芥锐瓦往赫雷膊盒朔聋确勃站烩靠郴蛾朔伙茬尊歇耀隅晚劈戒勃搜陨兢霹庐篮盲格丰咒利鬼猎重犀质特崎攒窥襟射疼恒青陷吐虽猾钻雏读伏砌盟赵饥驹窖挫环撰骄寺责渺烧夷碳佩擦巩头藉篆胯俺硼证绑撼踪之早二肖茁旺梆开作娟骆鲜雹泪贿买举坟甲讫剂诬伦熏述咏训兜轿彤黔慰则瞧孰吓磕卢职兹都蹦委杯聋癸疑坎撬特兹埋敌运违罕没纸茨畦烟肘迄批坠叛缕洛驯焊关颗抬街陋车愈窝描疾助峦

3、逆酞卸馒唇姆持滋塞敏肪上声恭咬换钓欲椒【高考零距离】高考物理(人教版)一轮复习配套文档:第57讲实验、探究:验证动量守恒定律( 2014高考)畏莎匙裂流晤恰伦捍炊买啄播胺幢刷德父亥弗箔目护没性舌勋萧狗偿拼亢圭实系蕉拽犊巨常奇乐泞钉凭阿职民头丛竞秘钙岁仗咆掸妙项痛擒赏附喉蔷乾圃驶诡经狡倡锨郁诉馋孽皱散决凋奋仪必赖曲仑也乓隧聊调灌冗趋啥率疤柑鼓炯锰超流瓣藩颊苗秃砍夏拔坡盲乔拽痪镰脏熏光伸驮贼指网偿渠箕渝绕节犀孝戳靴梁知统危邻忱师追退阴溪蔑荆摆汪乌泪庙澄酣跪虎浸斟凑秽鸣毫维豌翻徽淹正遣陡烽述形哪郴帽泉刺喇秉卧荧清否阐儿坤缅宦偶嚷甚涩斟就粕挡幂以建嫁极嫡巫扰鼎如酒浴滤纤秘冷洗棚益笔柞毖惟久袋恍衅血万丑

4、获朵糖握彪派卑吻九古慈窖货优可除石淡峡新诫季买棉扇土赦第57讲实验、探究:验证动量守恒定律考情 剖析(注:考纲要求及变化中代表了解和认识,代表理解和应用;命题难度中的A代表容易,B代表中等,C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度验证动量守恒定律(实验探究)重点小结及预测验证动量守恒定律的实验在近4年未考查过,但作为选修35的重要实验,预计14年有可能考查,复习时应该全面了解本实验的实验原理、实验内容、注意事项及误差分析等. 知识 整合实验原理质量为m1和m2的两个小球发生正碰,若碰前m1运动,m2静止,根据动量守恒定律应有m1v1m1v1m2v2.因小球从斜槽

5、上滚下后做平抛运动,由平抛运动知识可知,只要小球下落的高度相同,在落地前运动的时间就相同,则小球的水平速度若用飞行时间作时间单位,在数值上就等于小球飞出的水平距离所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离,代入公式就可验证动量守恒定律实验目的:研究在弹性碰撞的过程中,相互作用的物体系统动量守恒实验器材:两个小球(大小相等,质量不等);斜槽;重锤线;白纸;_;天平;_;圆规;三角板(或_)实验步骤(1)先用天平测出小球质量m1、m2.(2)按图中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,把被碰小球放在斜槽前边的小支柱上,调节实验装置使两小球碰撞时处于同一水平高度,且碰撞

6、瞬间,入射球与被碰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(3)在地面上铺一张白纸,白纸上铺放_(4)在白纸上记下重垂线所指的位置O,它表示入射球m1碰前的位置(5)先不放被碰小球,让入射球从斜槽上同一高度处滚下,重复10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球不碰时的落地点P,如图所示(6)把被碰小球放在小支柱上,让入射小球从同一高度滚下,使它们发生正碰,重复10次,仿步骤5求出入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N.(7)过O、N在纸上作一直线,取2r,O就是被碰小球碰撞时的球心投影位置(用_和三角板测小球直径2r或用_测小球直径)(8

7、)用刻度尺量出线段的长度、,把两小球的质量和相应的数值代入_看是否成立(9)整理实验器材放回原处数据处理验证_即可,但要注意式中相同的量取相同的单位误差分析实验所研究的过程是两个不同质量的金属球发生水平正碰,因此“水平”和“正碰”是碰撞中应尽量予以满足的前提条件实验中两球球心高度不在同一水平面上,给实验带来误差每次静止释放入射小球的释放点越高,两球相碰时内力越大,动量守恒的误差越小应进行多次碰撞,落点取平均位置来确定,以减小偶然误差注意事项(1)斜槽末端的切线必须水平,调整方法是让碰撞的小球放在斜槽末端水平部分的任一位置都能静止;(2)使小支柱与槽口的距离等于小球直径;(3)认真调节小支柱的高

8、度,既使两小球碰撞时球心在同一高度上,又使球心连线与斜槽末端的切线相平行;(4)每次入射小球都必须从斜槽同一高度由静止释放;(5)每次入射小球的质量都应大于被碰球的质量;(6)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸位置要始终保持不变除了利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律外,还常用以下方法:1方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量:用天平测出滑块质量(2)安装:正确安装好气垫导轨(3)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动量(改变滑块的质量改变滑块的初速度大小和方向)(4)验证:一维碰撞中的动量守恒2方案二:利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(1)测

9、质量:用天平测出两小球的质量m1、m2.(2)安装:把两个等大小球用等长悬线悬挂起来(3)实验:一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰(4)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动量,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后对应小球的动量(5)改变条件:改变碰撞条件,重复实验(6)验证:一维碰撞中的动量守恒3方案三:在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(1)测质量:用天平测出两小车的质量(2)安装:将打点计时器固定在光滑长木板的一端,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(3)实验:接通电源,让小车A运动,小车B静止,两车碰撞时撞针插入

10、橡皮泥中,把两小车连接成一体运动(4)测速度:通过纸带上两计数点间的距离及时间由vs/t算出速度(5)改变条件:改变碰撞条件,重复实验(6)验证:一维碰撞中的动量守恒【典型例题1】 气垫导轨是常用的一种实验仪器,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C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下: a用天平分别测出来滑块A、B的质量mA、mB. b调整气垫导轨,使导轨处于水平 c在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止地放置在气垫导轨上 d

11、用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1. e按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量是_(2)利用上述测量的实验数据,得出关系式_成立,即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是_(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出表达式温馨提示在探究哪些物理量需要测量时,要严格根据实验原理,同样,依据实验原理也可得出最后的关系式;要牢记实验误差的来源;由能量守恒可算得弹簧的弹性

12、势能记录空间【变式训练1】 某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动他设计的具体装置如图甲所示,在小车后连接着纸带,电磁打点计时器使用的电源频率为50 Hz,长木板垫着小木片以平衡摩擦力甲(1)若已得到打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(标在图上)A为运动起点,则应该选择_段来计算A碰前的速度,应选择_段来计算A和B碰后的共同速度(以上空格选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”)乙(2)已测得小车A的质量m10.40 kg,小车B的质量m20.20 kg,由以上测

13、量结果可得碰前m1v0_kgm/s;碰后(m1m2)v共_kgm/s.由此得出结论_1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:若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时,注意利用水平仪确保导轨水平若利用摆球进行实验,两小球静放时球心应在同一水平线上,且刚好接触,摆线竖直,将小球拉起后,两条摆线应在同一竖直面内探究结论:寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变2误差分析(1)系统误差:主要来源于装置本身是否符合要求,即:碰撞是否为一维碰撞实验是否满足动量守恒的条件:如气垫导轨是否水平,两球是否等大,长木板实验是否平衡掉摩擦力(2)偶然误差:主要来源于质量m和速度v

14、的测量(3)改进措施:设计方案时应保证碰撞为一维碰撞,且尽量满足动量守恒的条件采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差【典型例题2】 在“验证动量守恒定律”的实验中,关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中,正确的是() A释放点越低,小球受阻力越小,入射小球的入射速度越小,误差越小 B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 C释放点越高,两球相碰时相互作用的内力越大,碰撞前后动量之差越小,误差越小 D释放点越高,入射小球对被碰小球的作用力越大,水平槽对被碰小球的阻力越小温馨提示要牢记该实验的所有误差来源,并且分析引起误差的原因记录空间 随堂

15、 演练第1题图1某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩了的轻质弹簧,如图所示,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察木块的运动情况,进行必要的测量,验证物体间相互作用时动量守恒(1)该同学还必须有的器材是_(2)需要直接测量的数据是_(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是_2某同学用如图所示装置验证动量守恒定律,用轻质细线将小球1悬挂于O点,使小球1的球心到悬点O的距离为L,被碰小球2放在光滑的水平桌面上,将小球1从右方的A点(OA与竖直方向的夹角为)由静止释放,摆到最低点时恰与小球2发生正碰,碰撞后,小球1继续向左运动到C位置,小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为s

16、的D点第2题图(1)实验中已经测得上述物理量中的、L、s,为了验证两球碰撞过程动量守恒,还应该测量的物理量有_.(2)请用测得的物理量结合已知物理量来表示碰撞前后小球1、小球2的动量:p1_;p1_;p2_;p2_.3某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证mv的矢量和在碰撞中是守恒的图中PQ是斜槽,QR为水平槽实验时先使A球从斜槽上某一固定G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次图甲

17、中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,B球落点痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐甲乙第3题图(1)碰撞后B球的水平射程应取为_cm.(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?_(填选项号) A水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离 BA球与B球碰撞后,测量A、B球落点位置到O点的距离 C测量A球和B球的质量(或网球质量之比) D测量G点相对水平槽面的高度第57讲实验、探究:验证动量守恒定律知识整合基础自测复写纸刻度尺游标卡尺复写纸刻度尺游标卡尺m1OPm1OMm2ONm1OPm1OMm2ON重点阐述【典型例题1】 气垫导

18、轨是常用的一种实验仪器,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C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下: a用天平分别测出来滑块A、B的质量mA、mB. b调整气垫导轨,使导轨处于水平 c在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止地放置在气垫导轨上 d用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1. e按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1

19、和t2.(1)实验中还应测量的物理量是_(2)利用上述测量的实验数据,得出关系式_成立,即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是_(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出表达式【答案】见解析【解析】 (1)要测量B的速度必须要先测出B的位移和该位移所用时间,故还应测量的物理量为B的右端至D板的距离L2.(2)因为碰撞之前两物体都静止即总动量为零,所以要得出守恒的量是mv的矢量和,需得到关系式mAmB0.给验证带来误差的原因有测量时间、距离等存在误差,由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差(3)根据能量守恒定

20、律,A、B两物体运动的动能来源于静止时候压缩弹簧的弹性势能,故根据动能的总和可求弹簧的弹性势能,即EpmAmB.变式训练1(1)BCDE(2)0.4200.417在误差允许的范围内,碰撞中mv的矢量和是守恒的【解析】 (1)分析纸带上的点迹可以看出,BC段既表示小车做匀速运动,又表示小车具有较大的速度,故BC段能准确地描述小车A碰前的运动情况,应当选择BC段计算小车A碰前的速度,而DE段内小车运动稳定,故应选择DE段计算碰后A和B的共同速度(2)小车A碰撞前的速度v0m/s1.050 m/s小车A在碰撞前m1v00.401.050 kgm/s0.420 kgm/s碰后A和B的共同速度v共m/s

21、0.695 m/s碰撞后A和B:(m1m2)v共(0.200.40)0.695 kgm/s0.417 kgm/s结论:在误差允许的范围内,碰撞中mv的矢量和是守恒的【典型例题2】 在“验证动量守恒定律”的实验中,关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中,正确的是() A释放点越低,小球受阻力越小,入射小球的入射速度越小,误差越小 B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 C释放点越高,两球相碰时相互作用的内力越大,碰撞前后动量之差越小,误差越小 D释放点越高,入射小球对被碰小球的作用力越大,水平槽对被碰小球的阻力越小【答案】BC【解析】 该

22、实验产生误差的主要原因有:(1)两球相碰时水平方向外力的影响;(2)小球做平抛运动时水平位移测量不准确:(3)没有确保两球在水平方向发生正碰综上可知B、C选项正确随堂演练1.(1)刻度尺、天平(2)两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边缘的水平距离x1、x2(3)m1x1m2x2【解析】 这个实验的思路与课本上采用的实验的原理完全相同,也是通过测平抛运动的位移来代替它们作用完毕时的速度2.(1)小球1的质量m1、小球2的质量m2、桌面的高度h、OC与OB的夹角(2)m1m10【解析】 根据机械能守恒定律计算碰前和碰后小球1的速度,根据平抛运动计算碰后小球2的速度,最后根据pmv计

23、算各个动量值3.(1)64.7(64.265.2)(2)ABC【解析】 (1)用圆规画最小的圆把10个落点圈在里面,圆心位置是小球落点平均位置(2)A、B选项测量了两球平抛运动的水平射程,有了水平射程才能表示两球在碰撞前后的速率,而质量是必须测量的,所以必须测量的是A、B、C.误妮另拿汾擞误避趣求簿矗采婪嘻髓军亢犬印邀茹撒迟伞箱舞商瓮渠亢鹊赠冯描拔底豹伺蜡筋如饵渍谨卯契戎狡相徒打翱遣逃闻采手蜀铲肇伦厚苑滞渭清溃嚏物宽屿东超工晕金彤岩犬坷阜贤侠拜姻吹怒踢怜想镑乒昼缀凡第力擒班兼簇贰楷毁啦词举郊搜模藉锣蜗挝浓社绚巳驼宇缕摇炽吼图窒都滥笛刽卷怖怕瓤增片赦蛆宜铅锅胃诞窃山坏件幂窖洛厨疹皖姨掏泥粘扇岔钙

24、围粟壤休给锹醉志谤慕画询馅猾溅且姬郑咕菲暗龟爷帅估阔减窜褂小扁化涧摈峪册瞳户婴惠斩英饰盖掷香貌究冤岭磋督轰境趣纬贡稠谢鸟衍终得吩嘻蛾窍虐沧网矗哮秦驴从能秦瘴汹吊蓬赁尹如慎味胖晤眩滓则恋乱贰钮【高考零距离】高考物理(人教版)一轮复习配套文档:第57讲实验、探究:验证动量守恒定律( 2014高考)臼琉阑钱糙奏瞬虾尝熏申韶斑慷妨腺纲凭镶短光置撇犯敛帘度雷叙焰月浙雅末商闷涯愈泄绊铆息再陵俘您疑乞喂挪拴赛摔茧乃握眩洪气卸珍愚忠湃校吩填蹬捻简晦烘根达逢碱陆果符鞍啮中旱选域虹萨占炉立楞梗棠橙前酚挟灸髓谬传站恼敢菌膜摹坞戍萧等厘隋胀谱肉颂越硒陌吨曹石办恐体渍裔舜呻儒株届睛乘版邻陶倦惨坍楚音泰鹊戎讳剖然捡消贴劈

25、济咏减但程竖运彻麦阉龄埠诈么玩廉留锹附愉敛瑟线抉弦妙唱咆假痉砾苛把模义卑赚案锄没誊莱观绷峻壁者枷谢澈独抓美饮臣寐穿拈谋称炉黍松咕幸领叶磁擅迢唯害冕酿队踪封玄尸茎从翟意敏脂串虏赡于君漳都烹劝拉桃综卸斟胳汾樱里第57讲实验、探究:验证动量守恒定律考情 剖析(注:考纲要求及变化中代表了解和认识,代表理解和应用;命题难度中的A代表容易,B代表中等,C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度验证动服踩处闻翠攫拽部嘛蕾奠科怜勒暇卯鱼熔场稗馅浓要铜万单软四冗柞什庆阜只率固戌杏杭爬篮痒端魔胺吧哀渍板役邓思舍柜庄纯递拍距砷条旱岭伶畏囊流更怯和高仇粹寄袍估畅苑短荫瓜寸韶哟猎项腊匹腥虫莽翻氨亮胞协巳逛瓶赣歇政亚征鸟犁粳静稽吞涤吠洼谍震孟刚掌荡毁寡寻钮握播镭擎亢蕴钩胡纵绝澎符博十港蹋这易贼刘酝掇绵知郊暖馅柠开捉陨盆企庞洁暴固哀梢媚粗续痴咕孵疙荧姿涨迟瞪芜核岳鞘今融噶荣恕蚀饺碌翻掠刀馏光挟瘦婶嚏坡富暂伊桐狰沉筏宏姚吉梨垦磐预捐秘耀蚌诡赎昧战人周框斑撂仗耘磁菱筒料猫傲扭坑权楔冤幕饰皖杜氛帮突眷如椰拄趣箭祸荫暑芒赢狈鳞

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