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实验基础·必备原理装置图操作要求注意事项1.测质量:用天平测出两个滑块的质量。2.安装器材:正确安装气垫导轨,调整导轨至水平。3.测速度:接通电源,利用光电计时器测出挡光时间,结合挡光片的宽度计算两滑块碰撞前后的速度。4.重复:①改变滑块的质量,重复以上操作;②改变滑块的初速度大小和方向,重复以上操作应调整气垫导轨至水平教材实验方案一:利用气垫导轨上滑块碰撞验证动量守恒定律数据处理m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′教材实验方案二:利用斜槽末端小球碰撞验证动量守恒定律原理装置图操作要求注意事项1.测质量:用

测出两个钢球的质量m1、m2。2.安装:调整固定斜槽,使槽的末端

。3.铺纸:白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好,记下重垂线所指位置O。1.入射球质量m1大于被碰球质量m2(m1>m2)。2.两球半径r1=r2

3.调整并使斜槽末端的切线方向水平4.入射小球每次都必须从斜槽同一位置由静止释放。天平水平4.找平均位置点:不放被碰小球,让入射小球从斜槽上同一位置由静止滚下,碰到地面时在白纸上留下印迹,重复10次;把被碰小球放在斜槽末端,让入射小球从斜槽上

由静止滚下,使它们发生碰撞,两个小球碰到地面时在白纸上留下印迹,重复10次5.实验过程中斜槽、白纸的位置不能变化。6.用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心为小球落点的平均位置同一位置数据处理1.找落点:用圆规画尽量小的圆,把所有的小球落点圈在里面。如图所示,圆心

就是入射小球A直接平抛落点的平均位置,圆心

、

分别是碰撞后入射小球A、被碰小球B落点的平均位置。2.测水平距离:连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。可用OP替代碰撞前入射小球A的速度,用OM替代碰撞后入射小球A的速度,用ON替代碰撞后被碰小球B的速度。3.验证:将测量数据代入

,看在误差允许的范围内是否成立PMNm1·OP=m1·OM+m2·ON

考点一教材原型实验实验技能·提升【典例1】

(中等)某实验小组的同学利用图甲所示的装置完成“验证动量守恒定律”的实验。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放,P点为A球落点的平均位置;再将半径相同的B球放在水平轨道的末端,将A球仍从原位置由静止释放,M、N分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影,O、M、P、N位于同一水平直线上。(1)若小球A的质量为m1,小球B的质量为m2,为保证两球碰撞后沿同一方向运动,则要求m1

(选填“>”“<”或“=”)m2。

>解析:(1)为保证两球碰撞后沿同一方向运动,入射小球的质量应大于被碰小球的质量,所以m1>m2。(2)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验,白纸上留下多个印迹,如果用画圆法确定小球的落点,图乙中画的三个圆最合理的是圆

(选填“a”“b”或“c”)。

c解析:(2)如果采用画圆法确定小球的平均落点位置,应该让所画的圆尽可能地把大多数落点圈进去,且圆的半径最小,这样所画圆的圆心即为小球落点的平均位置,故圆c画得最合理。(3)本实验中

(选填“必须”或“没必要”)测量小球做平抛运动的高度。没必要解析:(3)由于小球碰撞前后做自由落体运动的高度都相同,小球做平抛运动的时间相同,等式两边的时间消去,所以没必要测量小球做平抛运动的高度。(4)若测得OP=x1,OM=x2,ON=x3,在误差允许的范围内,满足关系式

成立,则验证了动量守恒定律;若满足关系式

成立,则说明碰撞为弹性碰撞。(均选用m1、m2、x1、x2、x3表示)

m1x1=m1x2+m2x3x1+x2=x3(或m1x12=m2x22+m3x32)考点二实验创新与拓展【典例2】

(中等)(2025·金砖高中联盟联考)实验小组用如图甲所示装置来验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒。A、B为两个直径相同的小球,质量分别为m1、m2,且m1>m2。实验时,接球板水平放置,让入射球A多次从斜轨上

E点静止释放,平均落点为P1;再把被碰小球B静止放在水平轨道末端,再将入射小球A,从斜轨上某一位置静止释放,与小球B相撞,并多次重复实验,分别记录两个小球碰后的平均落点M1、N1。(1)下列关于该实验的要求说法正确的是

(多选)。

A.斜槽末端必须是水平的B.斜槽轨道必须是光滑的C.必须测出斜槽末端的高度D.放上小球B后,A球必须仍从E点释放AD(2)图乙中,仅改变接球板的放置,把接球板竖放在斜槽末端的右侧,O点为碰前B球球心在接球板上的投影点。使小球A仍从斜槽上E点由静止释放,重复上述操作,在接球板上得到三个落点M2、P2、N2,测出OM2、OP2、ON2长度分别为y1、y2、y3,若两球碰撞时动量守恒,则满足的表达式为(用题中给定的物理量表示)。

(3)如图丙所示。再一次仅改变接球板的放置,让接球板的一端紧靠在斜槽末端,使小球A仍从斜槽上E点由静止释放,重复第一次实验操作,在接球板上得到三个落点

M3、P3、N3,其