2027届新高考物理热点精准复习 验证动量守恒定律

2027届新高考物理热点精准复习验证动量守恒定律内容索引学习目标核心体系活动方案学习目标1.能恰当选用基本的实验器材规范操作，获得实验数据和结论.2.会分析验证动量守恒定律的创新实验．核心体系活动方案活动一分析常规实验本实验的方案众多，原理是在一维碰撞中，测出物体的质量和碰撞前后物体的速率，计算出碰撞前、后系统的动量，从而验证系统碰撞前后动量是否守恒.一、

利用气垫导轨完成一维碰撞实验如图所示为某同学应用气垫导轨“探究碰撞中的不变量”的实验装置．1(1)实验操作如下：a.用天平分别测出滑块1、滑块2的质量m1、m2；用游标卡尺测出两遮光片的宽度d1、d2；b.调整气垫导轨，使导轨处于水平；c.在滑块1和滑块2间放入一个锁定的压缩弹簧，用细绳固定，静止放置在气垫导轨上；d.剪断细绳，读取滑块1、滑块2与弹簧分离后通过光电门的时间分别为t1和t2；e.利用上述测量数据，若得出关系式______________________成立，即可得出碰撞中守恒的量是动量的矢量和．(2)本实验需要调节气垫导轨水平，调节方案是________________

______________________________.(3)若某同学实验前没有调节气垫导轨水平，重复进行了多次实验，结果总是滑块1的动量大于滑块2的动量，出现这一结果的原因可能是导轨左侧________(选填“高于”或“低于”)导轨右侧．接通充气开关，调节导轨使滑块能静止在导轨上低于(2)本实验需要调节气垫导轨水平，调节方案是接通充气开关，调节导轨使滑块能静止在导轨上．(3)滑块1的动量大于滑块2的动量，说明滑块1一定加速，滑块2减速，故说明导轨左侧低于导轨右侧．利用气垫导轨进行验证时，要保证气垫导轨水平放置，认清动量方向，验证多种情况下的动量守恒．[2025南通期中]某小组同学用气垫导轨验证滑块碰撞过程中的动量守恒，实验装置如图所示．(1)实验前，应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨________；充气后，当滑块在导轨上运动时，满足____________________________，说明气垫导轨已经调节好．1水平通过1、2光电门时间相等(2)实验时，先使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳，然后释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定有弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动；实验中需要测量滑块1(包括挡光片)的质量m1、滑块2(包括弹簧和挡光片)的质量m2、滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1、通过光电门2的挡光时间Δt2，还需要测量______________________________(写出物理量及其表示符号)．(3)如果表达式______________(用已测物理量的符号表示)成立，则说明滑块碰撞过程中动量守恒．滑块2通过光电门2的时间Δt3(4)该组同学想用已测数据验证该碰撞是弹性碰撞，若m1＝2m2，则需要验证的等式为_______________(用已测物理量的符号Δt1、Δt2表示)．(5)另一组同学遗漏上述第一步操作，多次实验测量，发现总有滑块1动量变化量小于滑块2动量变化量，造成该误差的原因可能是导轨______(选填“左”或“右”)端偏高．3Δt1＝Δt2左【解析】(1)滑块在气垫导轨上运动时受到的阻力很小，根据实验要求，实验前，应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨水平，充气后，当滑块在导轨上运动时，满足通过1、2光电门时间相等，说明气垫导轨已经调节好．(2)为了计算碰后滑块2的速度，还需要测量滑块2通过光电门2的时间Δt3.二、

利用斜槽滚球验证动量守恒定律如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量______，间接地解决这个问题．A.小球开始释放高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程2C(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是__________.A.用天平测量两个小球的质量m1、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM、ONADE(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为__________________________________[用(2)中测量的量表示]；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_______________________________[用(2)中测量的量表示]．m1·OM＋m2·ON＝m1·OPm1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2利用斜槽滚球碰撞进行验证：(1)安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜槽末端水平；(2)选质量较大的小球为入射小球；(3)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；(4)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．[2026泰州月考]如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置．实验时，先让质量为m1的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为m2的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点．2甲

乙丙(1)实验中，必须要测量的物理量有________.A.小球开始释放的高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的水平距离D.小球A、B的质量m1、m2(2)实验中，下列说法正确的是______.A.斜槽一定要光滑B.两球半径一定要相同C.两球质量关系一定要满足m1<m2CDB(3)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示．多次试验后，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是______(填字母代号)．(4)用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，一同学在实验中记录了某次碰撞前后小球落点的位置P和M、N，发现M、N点不在OP连线上，下列图中落点位置可能正确的是______.

A BC DCB(5)若某次实验时，A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点(O点是水平轨道末端正下方的投影)距离分别为x1、x2、x3，若满足________________________(用m1、m2、x1、x2、x3表示)，则该碰撞前后动量守恒．若还满足________________(用x1、x2、x3表示)，则说明该碰撞为弹性碰撞．

m1x2＝m1x1＋m2x3x1＋x2＝x3(2)只要入射球从斜槽的同一位置由静止释放即可保证小球到达轨道末端的速度相等，斜槽不必光滑，故A错误；为了保证两球发生对心正碰，两球半径一定要相同，故B正确；为了保证碰撞后入射小球不反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即两球质量关系一定要满足m1＞m2，故C错误．(3)实验结束后，舍掉误差较大的点，用尽量小的圆把落点圈在一起，圆心即为小球的平均落地点，则图中画的三个圆最合理的是C.(4)碰撞前的动量等于碰撞后的动量，设碰撞的小球质量为m1，被碰撞小球质量为m2，所以P点是碰撞前入射小球单独的落点位置，M是碰撞后入射小球的落点位置，N是被碰小球的落点位置，M、N点不在OP连线上，说明两小球碰撞时不沿OP方向，可知碰撞前后两小球在垂直于OP方向上动量守恒，两小球在垂直于OP方向的速度方向相反，则两小球落地点在OP的两侧，则有m1v1y－m2v2y＝0，由于m1>m2，所以v1y<v2y，碰撞后两小球做平抛运动，下落的高度相等，所以下落的时间相等，在垂直于OP方向的位移y＝vyt，则有y1<y2，B正确．活动二分析创新实验[2024南通一模]某小组做“验证动量守恒定律”实验：一长木板固定在水平桌面上，其左端固定一个弹射装置．两个小滑块A、B质量分别为mA、mB，与木板间的动摩擦因数相同，滑块A每次被弹射装置弹出的速度相同．主要实验步骤如下：3甲乙丙①A紧靠弹射装置，被弹出后停在木板上的P点，如图甲所示；②将B放在木板上的某一位置O处，测出P与O两点间的距离x0，如图乙所示；③A紧靠弹射装置，被弹出后与B发生正碰，A被弹回；④分别测出A、B两滑块停下时的位置与O点的距离xA、xB，如图丙所示．根据以上实验步骤，回答以下问题：(1)mA______(选填“<”“＝”或“>”)mB.(2)A到达O点时的速度vA与x0的关系满足______.(3)若表达式满足_______________________，则碰撞中动量守恒；若表达式再满足___________________________________________，则碰撞过程为弹性碰撞．(均用mA、mB、x0、xA、xB表示)(4)B所放的位置O不能过于偏左或偏右，请简要说明理由：_____

_____________________________________________________________________________________________________.<C

若过于偏左，滑块A与B碰撞反弹后可能与弹射装置再次相碰；若过于偏右，B被碰撞后的位移过小，测量误差过大[2026常州期中]某实验小组想用多种方式验证动量守恒定律．如图甲所示，小明同学选取两个体积相同、质量不等的小球，先让质量为m1的小球从轨道顶部由静止释放，由轨道末端的O点飞出并落在斜面上．再把质量为m2的小球放在O点，让小球m1仍从原位置由静止释放，与小球m2碰后两小球均落在斜面上，分别记录落点痕迹，其中M、P、N三个落点的位置距离O点的长度分别为xOM、xOP、xON.甲

乙4(1)用游标卡尺测得两小球的直径均如图乙所示，则小球直径d＝_________cm.(2)为了顺利完