202X届高考物理总复习第六章碰撞与动量守恒实验七验证动量守恒定律课件新人教版

1、实验七验证动量守恒定律【实验目的实验目的】验证一维碰撞中的动量守恒定律。验证一维碰撞中的动量守恒定律。【实验原理实验原理】在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m m1 1、m m2 2和碰和碰撞前、后物体的速度撞前、后物体的速度v v1 1、v v2 2、vv1 1、vv2 2，算出碰撞前，算出碰撞前的动量的动量p=mp=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2及碰撞后的动量及碰撞后的动量p=mp=m1 1v v1 1+m m2 2v v2 2，看碰撞前、后动量是否相等。，看碰撞前、后动量是否相等。【实验器材实验器材】【实验过程实验过程】方案一：利用气

2、垫导轨完成一维碰撞实验方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验方案二：利用光滑长木板完成一维碰撞实验方案二：利用光滑长木板完成一维碰撞实验方案三：利用等长摆球完成一维碰撞实验方案三：利用等长摆球完成一维碰撞实验方案四：利用斜槽滚球验证动量守恒定律方案四：利用斜槽滚球验证动量守恒定律【数据处理数据处理】方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.1.滑块速度的测量：滑块速度的测量：v= v= ，式中，式中xx为滑块挡光片的为滑块挡光片的宽度宽度( (仪器说明书上给出，也可直接测量仪器说明书上给出，也可直接测量) )，tt为数字为数字计时器显示的滑块计时器显示的滑块(

3、(挡光片挡光片) )经过光电门的时间。经过光电门的时间。2.2.验证的表达式：验证的表达式：m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2。xt方案二：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验方案二：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验1.1.小车速度的测量：小车速度的测量：v= v= ，式中，式中xx是纸带上两计数是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，点间的距离，可用刻度尺测量，tt为小车经过为小车经过xx的的时间，可由打点间隔算出。时间，可由打点间隔算出。2.2.验证的表达式：验证的表达式：m m1 1v v1 1+m+m2 2v v

4、2 2=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2。xt方案三：利用等长摆球完成一维碰撞实验方案三：利用等长摆球完成一维碰撞实验1.1.摆球速度的测量：摆球速度的测量：v= v= 式中式中h h为小球释放时为小球释放时( (或碰或碰撞后摆起的撞后摆起的) )高度，高度，h h可用刻度尺测量可用刻度尺测量( (也可由量角器和也可由量角器和摆长计算出摆长计算出) )。2.2.验证的表达式：验证的表达式：m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2。2gh，方案四：利用斜槽滚球验证动量守恒定律方案四：利用斜槽滚球验证动量守恒定律验证的

5、表达式：验证的表达式：m m1 1OP=mOP=m1 1OM+mOM+m2 2ONON。【误差分析误差分析】1.1.系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求。系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求。(1)(1)碰撞是否为一维。碰撞是否为一维。(2)(2)实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平，用长木板实验时是否平衡掉摩擦力，两球是否等平，用长木板实验时是否平衡掉摩擦力，两球是否等大。大。2.2.偶然误差：主要来源于质量偶然误差：主要来源于质量m m1 1、m m2 2和碰撞前后速度和碰撞前后速度( (或水平射程或水平射程) )的测量。的测量

6、。【注意事项注意事项】1.1.前提条件：碰撞的两物体应保证前提条件：碰撞的两物体应保证“水平水平”和和“正正碰碰”。2.2.方案提醒：方案提醒：(1)(1)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应注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。意利用水平仪确保导轨水平。(2)(2)若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力。若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力。(3)(3)若利用平抛运动规律进行验证：若利用平抛运动规律进行验证：斜槽末端的切线必须水平；斜槽末端的切线必须水平；入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；

7、选质量较大的小球作为入射小球；选质量较大的小球作为入射小球；实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。终保持不变。3.3.探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不变。不变。 热点一教材原型实验热点一教材原型实验【典例典例1 1】 (2019(2019曲靖模拟曲靖模拟) )用如图所示的装置可以用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块验证动量守恒定律，在滑块A A和和B B相碰的端面上装上弹相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。(1

8、)(1)实验前需要调节气垫导轨水平，借助光电门来检验实验前需要调节气垫导轨水平，借助光电门来检验气垫导轨是否水平的方法是气垫导轨是否水平的方法是_。(2)(2)为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量关系，实验分两次进行。弹性碰撞两种情况下的动量关系，实验分两次进行。第一次：让滑块第一次：让滑块A A置于光电门置于光电门1 1的左侧，滑块的左侧，滑块B B静置于两静置于两光电门间的某一适当位置。给光电门间的某一适当位置。给A A一个向右的初速度，通一个向右的初速度，通过光电门过光电门1 1的时间为的时间为tt1 1，A A

9、与与B B碰撞后又分开，滑块碰撞后又分开，滑块A A再次通过光电门再次通过光电门1 1的时间为的时间为tt2 2，滑块，滑块B B通过光电门通过光电门2 2的的时间为时间为tt3 3。第二次：在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶，同样让第二次：在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶，同样让滑块滑块A A置于光电门置于光电门1 1的左侧，滑块的左侧，滑块B B静置于两光电门间的静置于两光电门间的某一适当位置。给某一适当位置。给A A一个向右的初速度，通过光电门一个向右的初速度，通过光电门1 1的时间为的时间为tt4 4，A A与与B B碰撞后粘连在一起，滑块碰撞后粘连在一起，滑块B B通过光通过光电门电门2

10、2的时间为的时间为tt5 5。为完成该实验，还必须测量的物理量有为完成该实验，还必须测量的物理量有_(_(填选填选项前的字母项前的字母) )。 A.A.挡光片的宽度挡光片的宽度d dB.B.滑块滑块A A的总质量的总质量m m1 1C.C.滑块滑块B B的总质量的总质量m m2 2D.D.光电门光电门1 1到光电门到光电门2 2的间距的间距L L(3)(3)在第二次实验中若滑块在第二次实验中若滑块A A和和B B在碰撞的过程中动量守在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为恒，则应该满足的表达式为_(_(用已知量和测量用已知量和测量量表示量表示) )。(4)(4)在第一次实验中若滑块在第一次

11、实验中若滑块A A和和B B在碰撞的过程中机械能在碰撞的过程中机械能守恒，则应该满足的表达式为守恒，则应该满足的表达式为_(_(用已知量和测用已知量和测量量表示量量表示) )。 【解析解析】(1)(1)检验气垫导轨是否水平的方法是使其中一检验气垫导轨是否水平的方法是使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等，若相等，则导轨水平。否相等，若相等，则导轨水平。(2)(2)以第一次实验为以第一次实验为例，要验证动量守恒，则例，要验证动量守恒，则m m1 1v v1 1=-m=-m1 1v v2 2+m+m2 2v v3 3，滑块经过光，

12、滑块经过光电门的速度用电门的速度用 计算，则计算，则m m1 1 =-m =-m1 1 +m +m2 2 ，即，即 则还需要测量的物理量是：滑块则还需要测量的物理量是：滑块A A的总的总dt1dt2dt3dt112123mmmttt ，质量质量m m1 1和滑块和滑块B B的总质量的总质量m m2 2 ，故选，故选B B、C C。 (3)(3)在第二在第二次实验中若滑块次实验中若滑块A A和和B B在碰撞的过程中动量守恒，则应在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为该满足的表达式为m m1 1v v4 4=(m=(m1 1+m+m2 2)v)v5 5，滑块经过光电门的，滑块经过光电门的速度

13、用速度用 计算，则计算，则m m1 1 =(m =(m1 1+m+m2 2) ) ，即，即 (4)(4)在第一次实验中若滑块在第一次实验中若滑块A A和和B B在碰撞的过程中机械能在碰撞的过程中机械能守恒，则应该满足的表达式为：守恒，则应该满足的表达式为： dt4dt5dt11245m(mm )tt。222111223111m vm vm v222，即即 即即m m1 1 2221121231d1d1dm ()m ()m ()2t2t2t，22212123111()m ()m ()ttt。答案：答案：(1)(1)使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电

14、门的时间是否相等，若相等，则导轨水平两光电门的时间是否相等，若相等，则导轨水平(2)B(2)B、C C(3) (3) (4)m(4)m1 1 11245m(mm )tt22212123111()m ()m ()ttt。【典例典例2 2】(2018(2018开封模拟开封模拟) )用如图甲所示的装置验证用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车动量守恒定律，小车P P的前端粘有橡皮泥，后端连接通的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，推一下小车摩擦力，推一下小车P P，使之运动，与静止的小车，使之运动，与静止的小

15、车Q Q相相碰粘在一起，继续运动。碰粘在一起，继续运动。(1)(1)实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点点到起点A A的距离。根据碰撞前后小车的运动情况，应的距离。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上选纸带上_段来计算小车段来计算小车P P的碰前速度。的碰前速度。(2)(2)测得小车测得小车P(P(含橡皮泥含橡皮泥) )的质量为的质量为m m1 1，小车，小车Q(Q(含橡皮含橡皮泥泥) )的质量为的质量为m m2 2，如果实验数据满足关系式，

16、如果实验数据满足关系式_，则可验证小车，则可验证小车P P、Q Q碰撞前后动量守碰撞前后动量守恒。恒。(3)(3)如果在测量小车如果在测量小车P P的质量时，忘记粘橡皮泥，则所的质量时，忘记粘橡皮泥，则所测系统碰前的动量与系统碰后的动量相比，将测系统碰前的动量与系统碰后的动量相比，将_(_(选填选填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“相等相等”) )。【解析解析】(1)(1)两小车碰撞前小车两小车碰撞前小车P P做匀速直线运动，在做匀速直线运动，在相等时间内小车位移相等，由图示纸带可知，应选择相等时间内小车位移相等，由图示纸带可知，应选择纸带上的纸带上的BCBC段求出小车段求出小车P P碰撞前的

17、速度。碰撞前的速度。(2)(2)设打点计时器打点时间间隔为设打点计时器打点时间间隔为T T，由图示纸带可，由图示纸带可知，碰撞前小车的速度：知，碰撞前小车的速度：v= v= 碰撞后小车的速碰撞后小车的速度：度：v= v= 如果碰撞前后系统动量守恒，则：如果碰撞前后系统动量守恒，则：m m1 1v=(mv=(m1 1+m+m2 2)v)v，即：，即：m m1 1 =(m =(m1 1+m+m2 2) ) 整理整理得：得：m m1 1 =(m =(m1 1+m+m2 2) ) 21ss4T，43ss6T，21ss4T43ss6T，21ss243ss3；(3)(3)在测量小车在测量小车P P的质量时

18、，忘记粘橡皮泥，小车的质量时，忘记粘橡皮泥，小车P P质量质量的测量值小于真实值，由的测量值小于真实值，由p=mvp=mv可知，所测系统碰前的可知，所测系统碰前的动量小于碰撞后系统的动量。动量小于碰撞后系统的动量。答案答案：(1)BC(1)BC(2)m(2)m1 1 =(m =(m1 1+m+m2 2) ) (3)(3)偏小偏小21ss243ss3；【典例典例3 3】(2018(2018佛山模拟佛山模拟) )某同学设想用如图甲所示某同学设想用如图甲所示的装置，研究两个完全相同的小球碰撞时有无机械能的装置，研究两个完全相同的小球碰撞时有无机械能损失，设想如下：小球损失，设想如下：小球A A用不可

19、伸长的轻质细绳悬于用不可伸长的轻质细绳悬于O O点，当点，当A A摆到摆到O O点正下方的点正下方的C C点时恰好与桌面接触但无压点时恰好与桌面接触但无压力，现将力，现将A A球从球从Q Q点由静止释放，到达点由静止释放，到达C C点时刚好与静置点时刚好与静置于桌面于桌面P P点、与点、与A A完全相同的小球完全相同的小球B B碰撞，碰撞，B B平抛落至地平抛落至地面。该同学测得面。该同学测得Q Q到桌面的高度到桌面的高度H H、桌面到地面的高度、桌面到地面的高度h h及及B B平抛的水平位移平抛的水平位移L L。(1)(1)若用游标卡尺测小球的直径若用游标卡尺测小球的直径d d如图乙所示，则

20、如图乙所示，则d=_cmd=_cm；(2)(2)测量小球下降的高度时，应该以球在位置测量小球下降的高度时，应该以球在位置Q Q时时_(_(选填选填“球的下边沿球的下边沿”或或“球心球心”) )到桌面到桌面的距离为小球下降的高度的距离为小球下降的高度H H；(3)(3)思考发现，测小球直径并非必要步骤，要使思考发现，测小球直径并非必要步骤，要使A A、B B两两球对心正碰，只要让球球对心正碰，只要让球A A自由悬挂后处于自由悬挂后处于C C点，点，B B球紧贴球紧贴A A球放置，且球放置，且P P与与O O、Q Q、C C三点构成的平面必须三点构成的平面必须。(4)(4)实验中改变实验中改变H

21、H，多测几次，多测几次H H和和L L的数值，得到如图丙的数值，得到如图丙所示的图线，如果两球碰撞过程中有机械能损失，则所示的图线，如果两球碰撞过程中有机械能损失，则该图线的斜率该图线的斜率k_(k_(选填选填“大于大于”“”“等于等于”或或“小小于于”)4h)4h。【解析解析】(1)(1)游标卡尺的主尺读数为游标卡尺的主尺读数为1.1 cm1.1 cm，游标读数，游标读数为为0.050.056 mm=0.30 mm6 mm=0.30 mm，则最终读数为，则最终读数为11.30 mm11.30 mm；(2)(2)由题可知，测量小球下降的高度时，应该以球在位由题可知，测量小球下降的高度时，应该以

22、球在位置置Q Q时的下边沿到桌面的距离为时的下边沿到桌面的距离为H H；(3)(3)要发生正碰，要发生正碰，A A、B B两球必须在两球必须在A A球竖直放置时的位球竖直放置时的位置，所以让球置，所以让球A A自由悬挂后处于自由悬挂后处于C C点，点，B B球紧贴球紧贴A A球放置，球放置，且且P P与与O O、Q Q、C C三点构成的平面必须共面；三点构成的平面必须共面；(4)(4)小球小球A A下落过程中，根据机械能守恒可知：下落过程中，根据机械能守恒可知：mgH= mgH= mv mv2 2；两球相碰时，由于两球相同，故碰后交换速；两球相碰时，由于两球相同，故碰后交换速度，故度，故B B

23、球速度为球速度为v v；小球；小球B B碰后做平抛运动，由碰后做平抛运动，由h= h= gt gt2 2，水平位移，水平位移L=vtL=vt，联立解得：，联立解得：L L2 2=4hH=4hH；如果碰；如果碰撞中存在能量损失，则碰后撞中存在能量损失，则碰后B B的速度小于的速度小于v v，所以图象，所以图象的斜率将小于的斜率将小于4h4h。答案：答案：(1)11.30(1)11.30(2)(2)球的下边沿球的下边沿(3)(3)共面共面(4)(4)小于小于1212【解题通法解题通法】验证动量守恒实验需要注意以下三点：验证动量守恒实验需要注意以下三点：(1)(1)本实验考查验证动量守恒，要注意明确

24、实验原理，本实验考查验证动量守恒，要注意明确实验原理，知道实验中的注意事项，能根据两物体的运动情况分知道实验中的注意事项，能根据两物体的运动情况分析应满足的条件，同时注意求瞬时速度的方法。析应满足的条件，同时注意求瞬时速度的方法。(2)(2)根据碰撞前后动量守恒可以写成表达式，若碰撞为根据碰撞前后动量守恒可以写成表达式，若碰撞为弹性碰撞，则碰撞前后动能相同；弹性碰撞，则碰撞前后动能相同；(3)(3)根据实验数据，应用动量的定义式与动量守恒定律根据实验数据，应用动量的定义式与动量守恒定律分析答题，注意掌握弹性碰撞时碰后速度公式可以牢分析答题，注意掌握弹性碰撞时碰后速度公式可以牢记以准确应用。记以

25、准确应用。【典例典例】(2018(2018衡水模拟衡水模拟) )某实验小组做某实验小组做“验证验证动量守恒定律动量守恒定律”的实验。分别设计了图甲、图乙两种的实验。分别设计了图甲、图乙两种实验装置；实验装置；(1)(1)若采用图甲所示装置进行实验，为了减小偶然误差，若采用图甲所示装置进行实验，为了减小偶然误差，确定小球落点的平均位置的方法是：确定小球落点的平均位置的方法是： ；为了保证入射小球离开斜槽末端的速度相同，每次必为了保证入射小球离开斜槽末端的速度相同，每次必须从斜槽上须从斜槽上_滚下；滚下； (2)(2)已知入射小球质量为已知入射小球质量为m m1 1，被碰小球质量为，被碰小球质量为

26、m m2 2( m( m1 1mm2 2) )，甲同学建议用图甲所示的装置，由水平地板上，甲同学建议用图甲所示的装置，由水平地板上的白纸与复写纸记录两小球碰撞前后落点的位置，实的白纸与复写纸记录两小球碰撞前后落点的位置，实验中记下了验中记下了O O、M M、P P、N N四个位置，如图甲所示，其中四个位置，如图甲所示，其中P P点是未放小球点是未放小球 m m2 2时小球时小球 m m1 1被释放后落点的位置，若被释放后落点的位置，若采用图甲所示装置进行实验，若满足采用图甲所示装置进行实验，若满足_(_(用用m m1 1、m m2 2、OMOM、OPOP、ONON表示表示) )，则说明碰撞中动

27、量守恒；，则说明碰撞中动量守恒；乙同学建议用图乙所示的实验装置，用垂直于小球下乙同学建议用图乙所示的实验装置，用垂直于小球下落轨迹平面的竖直木板及白纸、复写纸记录两小球碰落轨迹平面的竖直木板及白纸、复写纸记录两小球碰撞前后落点的位置，实验中记下了撞前后落点的位置，实验中记下了O O、A A、B B、C C四个位四个位置置( (如图所示如图所示) )，若满足，若满足_( (用用 m m1 1、m m2 2、OAOA、OBOB、OCOC表示表示) )，则说明碰撞中动量守恒；这两种方案你，则说明碰撞中动量守恒；这两种方案你认为认为_(_(选填选填“甲甲”或或“乙乙”) )较好。较好。【解析解析】(1

28、)(1)由于落点比较密集，又较多，每次测量距由于落点比较密集，又较多，每次测量距离很难，确定落点平均位置的方法是最小圆法，用圆离很难，确定落点平均位置的方法是最小圆法，用圆规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈在里面，圆心规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈在里面，圆心即平均位置，这样可以减小偶然误差；为了保证小球即平均位置，这样可以减小偶然误差；为了保证小球每次到达斜面末端时速度相同，应让小球每次从同一每次到达斜面末端时速度相同，应让小球每次从同一位置由静止滑下；位置由静止滑下；(2)(2)设落地时间为设落地时间为t t，则有：，则有：v v1 1= = ，vv1 1= = ，vv2 2= = ，

29、而动量守恒的表达式是：，而动量守恒的表达式是：m m1 1v v1 1=m=m1 1v v1 1+m m2 2v v2 2所以若两球相碰前后的动量守恒，则有：所以若两球相碰前后的动量守恒，则有：m m1 1OM+mOM+m2 2ON=mON=m1 1OP OP 成立；小球做平抛运动，在竖成立；小球做平抛运动，在竖直方向上：直方向上：h= gth= gt2 2，平抛运动时间：，平抛运动时间：t= t= ，设轨，设轨道末端到木条的水平位置为道末端到木条的水平位置为x x，小球做平抛运动的初速，小球做平抛运动的初速OPtOMtONt122hg度：度：v va a= v= va a= v= vb b=

30、 = 如果碰撞过程动量守恒，则：如果碰撞过程动量守恒，则：m ma av va a=m=ma av va a+m+mb bv vb b，即：即： 由于甲实验方法简单且数据处理方便，因此甲实验更由于甲实验方法简单且数据处理方便，因此甲实验更好一些。好一些。x2OBg，x2OCg，x2OAg，112mmmOBOCOA；答案：答案：(1)(1)用圆规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈用圆规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈在里面，圆心即平均位置同一位置由静止开始在里面，圆心即平均位置同一位置由静止开始(2)m(2)m1 1OP=mOP=m1 1OM+mOM+m2 2ONON 甲甲112mmmOBOCOA

31、；热点二创新拓展实验热点二创新拓展实验题型题型1 1利用压缩弹簧平抛运动利用压缩弹簧平抛运动【典例典例4 4】(2018(2018咸阳模拟咸阳模拟) )某同学把两个大小不同的某同学把两个大小不同的物块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧，如图所示，物块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察两物块的运动情况，进行必要的测量，探究反冲过程两物块的运动情况，进行必要的测量，探究反冲过程动量变化的规律。动量变化的规律。(1)(1)该同学还必须有的测量仪器是该同学还必须有的测量仪器是_；(2)(2)需要直接测量

32、的物理量是需要直接测量的物理量是_；(3)(3)根据课堂探究，本实验中反冲过程动量守恒的表达根据课堂探究，本实验中反冲过程动量守恒的表达式应为式应为_。【解析解析】取物块取物块1 1的初速度方向为正方向，两物块质量的初速度方向为正方向，两物块质量和平抛初速度分别为和平抛初速度分别为m m1 1、m m2 2，v v1 1、v v2 2，平抛运动的水平，平抛运动的水平位移分别为位移分别为s s1 1、s s2 2，平抛运动的时间为，平抛运动的时间为t t。需要验证的方程：需要验证的方程：0=m0=m1 1v v1 1-m-m2 2v v2 2又又v v1 1= v= v2 2= = 1st，2s

33、t代入得到代入得到m m1 1s s1 1=m=m2 2s s2 2故需要测量两物块的质量故需要测量两物块的质量m m1 1和和m m2 2，两物块落地点到桌，两物块落地点到桌面边缘的水平距离面边缘的水平距离s s1 1，s s2 2所以需要的器材为刻度尺、天平；所以需要的器材为刻度尺、天平；需要认证的表达式为：需要认证的表达式为：m m1 1s s1 1=m=m2 2s s2 2答案：答案：(1)(1)刻度尺、天平刻度尺、天平(2)(2)两物块的质量两物块的质量m m1 1和和m m2 2，两物块落地点到桌面边缘的水平距离两物块落地点到桌面边缘的水平距离s s1 1，s s2 2(3)m(3

34、)m1 1s s1 1=m=m2 2s s2 2题型题型2 2利用小球在斜槽上做平抛运动利用小球在斜槽上做平抛运动【典例典例5 5】 (2018(2018济宁模拟济宁模拟) )为了验证碰撞中的动量为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：骤做了如下实验：用天平测出两个小球的质量用天平测出两个小球的质量( (分别为分别为m m1 1和和m m2 2，且，且m m1 1mm2 2) )。按照如图所示的那样，安装好实验装置。

35、将斜槽按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽ABAB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面BCBC连接在斜槽末端。连接在斜槽末端。先不放小球先不放小球m m2 2，让小球，让小球m m1 1从斜槽顶端从斜槽顶端A A处由静止开始处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。滚下，记下小球在斜面上的落点位置。 将小球将小球m m2 2放在斜槽末端边缘处，让小球放在斜槽末端边缘处，让小球m m1 1从斜槽顶从斜槽顶端端A A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球m m1 1和和m m2 2在斜面上的

36、落点位置。在斜面上的落点位置。用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B B的距的距离，图中离，图中D D、E E、F F点是该同学记下的小球在斜面上的几点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到个落点位置，到B B点的距离分别为点的距离分别为L LD D、L LE E、L LF F。(1)(1)小球小球m m1 1和和m m2 2发生碰撞后，发生碰撞后，m m1 1的落点是图中的的落点是图中的_点，点，m m2 2的落点是图中的的落点是图中的_点。点。(2)(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式用测得的物理量来表示，只要满足关系式_，则说明碰撞

37、中动量守恒。则说明碰撞中动量守恒。(3)(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_， 则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。【解析解析】设斜面设斜面BCBC的倾角为的倾角为，小球从斜面顶端平抛，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，两者距离为落到斜面上，两者距离为L L，由平抛运动的知识可知，由平抛运动的知识可知，Lcos =vtLcos =vt，Lsin = gtLsin = gt2 2，可得，可得v=Lcos v=Lcos =cos =cos 由于由于、g g都是恒量，所以都是恒量，所以v v ，v v2 2LL，所以动量守恒的表达式

38、可以化简为，所以动量守恒的表达式可以化简为m m1 1 = =m m1 1 +m +m2 2 ，机械能守恒的表达式可以化简为，机械能守恒的表达式可以化简为m m1 1L LE E=m=m1 1L LD D+m+m2 2L LF F。12g2LsingL,2sinLELDLFL答案：答案：(1)D(1)DF F(2)m(2)m1 1 =m =m1 1 +m +m2 2 (3)m(3)m1 1L LE E=m=m1 1L LD D+m+m2 2L LF FELDLFL题型题型3 3利用铝质轨道槽和频闪照相利用铝质轨道槽和频闪照相【典例典例6 6】(2018(2018济南模拟济南模拟) )为了验证动

39、量守恒定律为了验证动量守恒定律( (探究碰撞中的不变量探究碰撞中的不变量) )，某同学选取了两个材质相同、，某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块体积不等的立方体滑块A A和和B B，按下述步骤进行实验：，按下述步骤进行实验：步骤步骤1 1：在：在A A、B B的相撞面分别装上橡皮泥，以便二者相的相撞面分别装上橡皮泥，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；撞以后能够立刻结为整体； 步骤步骤2 2：安装好实验装置如图，铝质轨道槽的左端是倾：安装好实验装置如图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽。倾斜槽和水平槽由一小段斜槽，右端是长直水平槽。倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接，轨道槽被固定

40、在水平桌面上，在轨道槽的圆弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；步骤步骤3 3：让滑块：让滑块B B静置于水平槽的某处，滑块静置于水平槽的某处，滑块A A从斜槽某从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A A、B B停止运停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；动，得到一幅多次曝光的数码照片；步骤步骤4 4：多次重复步骤：多次重复步骤3 3，得到多幅照片，挑出其中最，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如理想的一幅，打印出来，将

41、刻度尺紧靠照片放置，如图所示。图所示。(1)(1)由图分析可知，滑块由图分析可知，滑块A A与滑块与滑块B B碰撞发生的位置碰撞发生的位置_。在在P P5 5、P P6 6之间之间在在P P6 6处处在在P P6 6、P P7 7之间之间(2)(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是取的物理量是_。A A、B B两个滑块的质量两个滑块的质量m m1 1和和m m2 2滑块滑块A A释放时距桌面的高度释放时距桌面的高度频闪照相的周期频闪照相的周期照片尺寸和实际尺寸的比例照片尺寸和实际尺寸的比例照片上测得的照片上测得的s s4545

42、、s s5656和和s s6767、s s7878照片上测得的照片上测得的s s3434、s s4545、s s5656和和s s6767、s s7878、s s8989滑块与桌面间的动摩擦因数滑块与桌面间的动摩擦因数写出验证动量守恒的表达式写出验证动量守恒的表达式_。【解析解析】(1)(1)由图可知由图可知s s1212=3.00 cm=3.00 cm，s s2323=2.80 cm=2.80 cm，s s3434=2.60 cm=2.60 cm，s s4545=2.40 cm=2.40 cm，s s5656=2.20 cm=2.20 cm，s s6767= =1.60 cm1.60 cm，

43、s s7878=1.40 cm=1.40 cm，s s8989=1.20 cm=1.20 cm。根据匀变速直。根据匀变速直线运动的特点可知线运动的特点可知A A、B B相撞的位置在相撞的位置在P P6 6处。处。(2)(2)为了探究为了探究A A、B B相撞前后动量是否守恒，就要得到碰相撞前后动量是否守恒，就要得到碰撞前后的动量，所以要测量撞前后的动量，所以要测量A A、B B两个滑块的质量两个滑块的质量m m1 1、m m2 2和碰撞前后的速度。设照相机拍摄时间间隔为和碰撞前后的速度。设照相机拍摄时间间隔为T T，则，则P P4 4处的速度为处的速度为v v4 4= P= P5 5处的速度为

44、处的速度为v v5 5= = 因因为为v v5 5= = 所以所以A A、B B碰撞前碰撞前A A在在P P6 6处的速度为处的速度为v v6 6= = 同理可得碰撞后同理可得碰撞后ABAB在在P P6 6处的速度为处的速度为3445ss2T，4556ss2T，46vv2，455634s2ss2T；v v6 6= = 若动量守恒则有若动量守恒则有m m1 1v v6 6=(m=(m1 1+m+m2 2)v)v6 6，整理得整理得m m1 1(s(s4545+2s+2s5656-s-s3434)=(m)=(m1 1+m+m2 2)(2s)(2s6767+s+s7878-s-s8989) )。因此

45、。因此需要测量或读取的物理量是。需要测量或读取的物理量是。6778892sss2T。答案：答案：(1)(1)(2)(2)m m1 1(s(s4545+2s+2s5656-s-s3434)=(m)=(m1 1+m+m2 2)(2s)(2s6767+s+s7878-s-s8989) )题型题型4 4利用冲击摆和弹丸利用冲击摆和弹丸【典例典例7 7】 (2018(2018武汉模拟武汉模拟) )如图如图(a)(a)所示，冲击摆是所示，冲击摆是一个用细线悬挂着的摆块，弹丸击中摆块时陷入摆块一个用细线悬挂着的摆块，弹丸击中摆块时陷入摆块内，使摆块摆至某一高度，利用这种装置可以测出弹内，使摆块摆至某一高度，利用这种装置可以测出弹丸的发射速度。丸的发射速度。实验步骤如下：实验步骤如下：用天平测出弹丸的质量用天平测出弹丸的质量m m和摆块的质量和摆块的质量M M