高考物理-實(shí)驗(yàn)6驗(yàn)證動量守恒定律課件-新人教版

1h1h●自主學(xué)習(xí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯吭趶椥耘鲎驳倪^程中，相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒．二、實(shí)驗(yàn)原理兩小球在水平方向發(fā)生正碰，水平方向合外力為零，動量守恒．m1v1＝m1v1′＋m2v2′2h●自主學(xué)習(xí)2h本實(shí)驗(yàn)在誤差允許的范圍內(nèi)驗(yàn)證上式成立．兩小球碰撞后均做平拋運(yùn)動，用

間接表示小球平拋的初速度(如圖)：

——m1以v1平拋時(shí)的水平射程

——m1以v1′平拋時(shí)的水平射程

——m2以v2′平拋時(shí)的水平射程驗(yàn)證的表達(dá)式：m1OP＝m1OM＋m2ON.水平射程OPOMON3h本實(shí)驗(yàn)在誤差允許的范圍內(nèi)驗(yàn)證上式成立．兩小球碰撞后均做平拋運(yùn)三、實(shí)驗(yàn)器材碰撞實(shí)驗(yàn)器(斜槽、重垂線)，兩個(gè)半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；

；天平和砝碼；

，圓規(guī)等．刻度尺復(fù)寫紙4h三、實(shí)驗(yàn)器材刻度尺復(fù)寫紙4h四、實(shí)驗(yàn)步驟1．用天平測出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2.2．如圖所示，按要求安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端

．3．在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙．4．在白紙上記下重垂線所指的位置O.切線水平5h四、實(shí)驗(yàn)步驟切線水平5h5．先不放被碰小球m2，讓入射小球m1從斜槽上

高度處由靜止開始滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)都圈在里面，圓心就是只有入射小球時(shí)落地點(diǎn)的平均位置

.6．把被碰小球m2放在斜槽末端，再讓入射小球m1從原來的高度處由靜止開始滾下，使兩球發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟(5)求出入射小球落地點(diǎn)的平均位置

和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置

.如上圖．MN同一P6h5．先不放被碰小球m2，讓入射小球m1從斜槽上7．用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長度．8．分別算出m1·OM、m1·OP、m2·ON，看與m1·OP，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等．m1·OM＋m2·ON7h7．用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長度．m1·OM＋m2●深化拓展一、該實(shí)驗(yàn)有哪些注意事項(xiàng)？1．斜槽末端的切線必須水平．2．使小支柱與槽口的距離等于小球直徑．3．認(rèn)真調(diào)節(jié)小支柱的高度，使兩小球碰撞時(shí)球心在同一高度上，球心連線與斜槽末端的延長線相平行．4．入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放．5．入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量．6．實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變．8h●深化拓展8h二、該實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于哪里，如何減小誤差？實(shí)驗(yàn)所研究的過程是兩個(gè)不同質(zhì)量的金屬球發(fā)生水平正碰，因此“水平”和“正碰”是操作中應(yīng)盡量予以滿足的前提條件．實(shí)驗(yàn)中兩球心高度不在同一水平面上，給實(shí)驗(yàn)帶來誤差．每次靜止釋放入射小球的釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)內(nèi)力越大，動量守恒的誤差越?。畱?yīng)進(jìn)行多次碰撞，落點(diǎn)取平均位置來確定，以減小偶然誤差．9h二、該實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于哪里，如何減小誤差？9h●針對訓(xùn)練1．在做“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，不需要測量的物理量有 ()A．入射小球和被碰小球的質(zhì)量B．入射小球和被碰小球的直徑C．入射球開始滾下時(shí)的初始位置與碰撞前位置的高度差D．入射球未碰撞時(shí)飛出的水平距離答案：C10h●針對訓(xùn)練10h2．如圖在“驗(yàn)證碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)中，儀器按要求安裝好后開始實(shí)驗(yàn)，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接靜止地放在斜槽末端的水平部分，在白紙上記錄下重錘位置和各小球落點(diǎn)的平均位置依次為O、A、B、C，設(shè)入射小球和被碰小球的質(zhì)量依次為m1、m2，則下列說法中正確的有 ()11h2．如圖在“驗(yàn)證碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)中，儀器按要求安裝好后A．第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是A、BB．第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是B、AC．第二次入射小球和被碰小球?qū)⑼瑫r(shí)落地答案：BCD12hA．第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是A、B12h【例1】(2009·長沙調(diào)研)“碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，讓質(zhì)量為m1的小球從斜面上某處自由滾下，與靜止在支柱上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生對心碰撞，則(1)兩小球的質(zhì)量關(guān)系應(yīng)滿足 ()A．m1＝m2 B．m1>m2C．m1<m2 D．沒有限制13h【例1】(2009·長沙調(diào)研)“碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)裝置(2)實(shí)驗(yàn)中必須測量的量是 ()A．兩小球的質(zhì)量m1、m2B．兩小球的半徑r1、r2C．桌面離地的高度(H)D．小球起始高度(H)E．從兩小球相碰到兩球落地的時(shí)間(t)F．兩小球m1、m2相碰后飛出的水平距離G．小球m1單獨(dú)滾下做平拋運(yùn)動的水平距離14h(2)實(shí)驗(yàn)中必須測量的量是 ()14h(3)在研究“碰撞中的動量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生記錄的數(shù)據(jù)如下表所示：根據(jù)上述數(shù)據(jù)可求出兩球碰撞前的總動量p1＝__________，兩球碰后的總動量p2＝_______________；由此，得到的研究結(jié)論是__________________．r/cmmA/gmB/gOM/cmON/cmOP/cm0.5520.0010.015.1764.9147.2915h(3)在研究“碰撞中的動量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生記錄的數(shù)據(jù)如[解析](1)為防止反彈，導(dǎo)致小球m1的入射速度與平拋初速度產(chǎn)生差異，因此要求入射小球質(zhì)量(m1)大于被碰小球質(zhì)量(m2)，故選項(xiàng)B正確．(2)在本實(shí)驗(yàn)中，直接測量的量有：兩小球質(zhì)量m1、m2；兩小球的半徑r1、r2；入射小球單獨(dú)滾下做平拋運(yùn)動的水平距離和兩小球相碰后飛出做平拋運(yùn)動的水平距離．兩小球做平拋運(yùn)動，在豎直方向上發(fā)生的位移相同，兩小球做平拋運(yùn)動的時(shí)間相等，因而它們在水平方向做勻速分運(yùn)動的時(shí)間也相等，可以利用對水平運(yùn)動距離的測量代替對速度的測量，故不需要測量小球平拋運(yùn)動的起始高度、桌面高度及兩球做平拋運(yùn)動的時(shí)間．16h[解析](1)為防止反彈，導(dǎo)致小球m1的入射速度與平拋初速(3)系統(tǒng)碰撞前的總動量p1＝mA·OP，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入可得p1＝20.0×47.29＝945.8.系統(tǒng)在碰撞后的總動量p2＝mA·OM＋mB·O′N，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入可得p2＝20.0×15.17＋10.0×(64.91－2×0.55)＝941.5.在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，可認(rèn)為系統(tǒng)在碰撞前后動量相等，驗(yàn)證了兩球在碰撞中動量守恒.17h(3)系統(tǒng)碰撞前的總動量p1＝mA·OP，17h[答案](1)B(2)ABFG(3)見解析[總結(jié)提升](1)本實(shí)驗(yàn)巧妙地運(yùn)用了等效代換的方法，即用小球做平拋運(yùn)動的水平分位移代換平拋初速度．(2)本實(shí)驗(yàn)僅限于研究系統(tǒng)在碰撞前、后的動量關(guān)系，在研究時(shí)，各物理量的單位不一定要統(tǒng)一使用國際制單位，但要統(tǒng)一單位．(3)實(shí)驗(yàn)要保證動量守恒的條件．18h[答案](1)B(2)ABFG(3)見解析18h某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把B球放在水平槽上靠近末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡M和N，重復(fù)這種操作10次，圖甲中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊．19h某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為______________cm.(2)在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測量？答：______________(填選項(xiàng)號)A．水平槽上未放B球時(shí)，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離B．A球與B球碰撞后，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C．測量A球或B球的直徑D．測量A球與B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)E．測量G點(diǎn)相對于水平槽面的高度20h(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為______________(3)若小球A、B的質(zhì)量為mA、mB，用圖中的距離表示速度，寫出動量守恒的表達(dá)式__________．思路點(diǎn)拔：驗(yàn)證動量守恒定律的原理是什么，怎樣尋找落點(diǎn)的位置？21h(3)若小球A、B的質(zhì)量為mA、mB，用圖中的距離表示速度，解析：(1)圖乙畫出了B球的10個(gè)落點(diǎn)位置，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)取平均位置，方法是：用最小的圓將所有點(diǎn)圈在里面，圓心位置即為落點(diǎn)的平均位置，找準(zhǔn)平均位置，讀數(shù)時(shí)應(yīng)在刻度尺的最小刻度后面再估讀一位．(2)A、B兩球都從R點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動，且兩球平拋時(shí)間相同，以平拋時(shí)間為時(shí)間單位，則平拋的水平距離在數(shù)值上等于平拋初速度．設(shè)A未碰B時(shí)，平拋的水平位移為sA，A、B相碰后，A、B兩球的水平位移分別為sA′、sB′，A、B質(zhì)量分別為mA、mB，則碰前A的動量可寫成mAsA，碰后A、B總動量為mAsA′＋mBsB′，要驗(yàn)證動量是否守恒，即驗(yàn)證以上兩動量是否相等，所以該實(shí)驗(yàn)應(yīng)測量的物理量有：mA、mB、sA、sA′、sB′，該題答案是ABD.22h解析：(1)圖乙畫出了B球的10個(gè)落點(diǎn)位置，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)取平均位(3)M、N分別是碰后A、B兩球的落點(diǎn)位置，P是碰前A球的落點(diǎn)位置，碰前系統(tǒng)總動量可等效表示為p＝mA·OP，碰后總動量可等效表示為p′＝mA·OM＋mB·ON.答案：(1)64.7(64.2cm～65.2cm都正確)(2)ABD(3)mA·OP＝mA·OM＋mB·ON總結(jié)提升：因兩球均從斜槽末端平拋，故不需測量小球直徑.23h(3)M、N分別是碰后A、B兩球的落點(diǎn)位置，P是碰前A球的落【例2】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，在小車A的前端粘有橡皮泥，設(shè)法使小車A做勻速直線運(yùn)動，然后與原來靜止的小車B相碰并粘在一起繼續(xù)做勻速運(yùn)動，如圖甲所示，在小車A的后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．24h【例2】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守恒定律”的(1)若已得到一打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離并已在圖上標(biāo)出，A為運(yùn)動起始點(diǎn)，則應(yīng)選__________段來計(jì)算碰前A的速度，應(yīng)選__________段來計(jì)算碰后A和B的共同速度．(2)已測得小車A的質(zhì)量mA＝0.40kg，小車B的質(zhì)量mB＝0.20kg，則由以上結(jié)果可得碰前的總動量為__________________kg·m/s，碰后的總動量為__________________kg·m/s.25h(1)若已得到一打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離并已[解析](1)因?yàn)樾≤嘇與B碰撞前后都做勻速運(yùn)動，且碰后A與B黏合在一起，其共同速度比A原來的速度?。詰?yīng)選點(diǎn)跡分布均勻且點(diǎn)間距較大的BC段來計(jì)算碰前A的速度，點(diǎn)跡分布均勻且點(diǎn)間距較小的DE段來計(jì)算碰后A和B的共同速度．26h[解析](1)因?yàn)樾≤嘇與B碰撞前后都做勻速運(yùn)動，且碰后A(2)由圖乙可知，碰前A的速度和碰后A和B的共同速度分別為：故碰撞前后的總動量分別為：p＝mAvA×1.05kg·m/s＝0.420kg·m/sp′＝(mA＋mB)vA′＝(0.40＋0.20)×0.695kg·m/s＝0.417kg·m/s27h(2)由圖乙可知，碰前A的速度和碰后A和B的共同速度分別為：可見，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后系統(tǒng)的動量是守恒的．[答案](1)BC

DE[總結(jié)提升]本題主要考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、處理能力，并由此得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．28h可見，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后系統(tǒng)的動量是守恒的．2(2008·寧夏卷)某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動量守恒定律，圖中兩擺擺長相同，懸掛于同一高度，A、B兩擺球均很小，質(zhì)量之比為1：2.當(dāng)兩擺球均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其側(cè)面剛好接觸．向右上方拉動B球使其擺線伸直并與豎直方向成45°角，然后將其由靜止釋放，結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起擺動，且最大擺角為30°.若本實(shí)驗(yàn)允許的最大誤差為±4%，此實(shí)驗(yàn)是否成功地驗(yàn)證了動量守恒定律？29h(2008·寧夏卷)某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動量守恒定律解析：設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，擺長為l，B球的初始高度為h1，碰撞前B球的速度為vB.在不考慮擺線質(zhì)量的情況下，根據(jù)題意及機(jī)械能守恒定律得h1＝l(1－cos45°)①30h解析：設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，擺長為l，B球的初答案：成功驗(yàn)證了動量守恒定律31h答案：成功驗(yàn)證了動量守恒定律31h

請同學(xué)們認(rèn)真完成課后強(qiáng)化作業(yè)32h請同學(xué)們認(rèn)真完成課后強(qiáng)化作業(yè)32h33h1h●自主學(xué)習(xí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯吭趶椥耘鲎驳倪^程中，相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒．二、實(shí)驗(yàn)原理兩小球在水平方向發(fā)生正碰，水平方向合外力為零，動量守恒．m1v1＝m1v1′＋m2v2′34h●自主學(xué)習(xí)2h本實(shí)驗(yàn)在誤差允許的范圍內(nèi)驗(yàn)證上式成立．兩小球碰撞后均做平拋運(yùn)動，用

間接表示小球平拋的初速度(如圖)：

——m1以v1平拋時(shí)的水平射程

——m1以v1′平拋時(shí)的水平射程

——m2以v2′平拋時(shí)的水平射程驗(yàn)證的表達(dá)式：m1OP＝m1OM＋m2ON.水平射程OPOMON35h本實(shí)驗(yàn)在誤差允許的范圍內(nèi)驗(yàn)證上式成立．兩小球碰撞后均做平拋運(yùn)三、實(shí)驗(yàn)器材碰撞實(shí)驗(yàn)器(斜槽、重垂線)，兩個(gè)半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；

；天平和砝碼；

，圓規(guī)等．刻度尺復(fù)寫紙36h三、實(shí)驗(yàn)器材刻度尺復(fù)寫紙4h四、實(shí)驗(yàn)步驟1．用天平測出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2.2．如圖所示，按要求安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端

．3．在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙．4．在白紙上記下重垂線所指的位置O.切線水平37h四、實(shí)驗(yàn)步驟切線水平5h5．先不放被碰小球m2，讓入射小球m1從斜槽上

高度處由靜止開始滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)都圈在里面，圓心就是只有入射小球時(shí)落地點(diǎn)的平均位置

.6．把被碰小球m2放在斜槽末端，再讓入射小球m1從原來的高度處由靜止開始滾下，使兩球發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟(5)求出入射小球落地點(diǎn)的平均位置

和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置

.如上圖．MN同一P38h5．先不放被碰小球m2，讓入射小球m1從斜槽上7．用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長度．8．分別算出m1·OM、m1·OP、m2·ON，看與m1·OP，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等．m1·OM＋m2·ON39h7．用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長度．m1·OM＋m2●深化拓展一、該實(shí)驗(yàn)有哪些注意事項(xiàng)？1．斜槽末端的切線必須水平．2．使小支柱與槽口的距離等于小球直徑．3．認(rèn)真調(diào)節(jié)小支柱的高度，使兩小球碰撞時(shí)球心在同一高度上，球心連線與斜槽末端的延長線相平行．4．入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放．5．入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量．6．實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變．40h●深化拓展8h二、該實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于哪里，如何減小誤差？實(shí)驗(yàn)所研究的過程是兩個(gè)不同質(zhì)量的金屬球發(fā)生水平正碰，因此“水平”和“正碰”是操作中應(yīng)盡量予以滿足的前提條件．實(shí)驗(yàn)中兩球心高度不在同一水平面上，給實(shí)驗(yàn)帶來誤差．每次靜止釋放入射小球的釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)內(nèi)力越大，動量守恒的誤差越?。畱?yīng)進(jìn)行多次碰撞，落點(diǎn)取平均位置來確定，以減小偶然誤差．41h二、該實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于哪里，如何減小誤差？9h●針對訓(xùn)練1．在做“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，不需要測量的物理量有 ()A．入射小球和被碰小球的質(zhì)量B．入射小球和被碰小球的直徑C．入射球開始滾下時(shí)的初始位置與碰撞前位置的高度差D．入射球未碰撞時(shí)飛出的水平距離答案：C42h●針對訓(xùn)練10h2．如圖在“驗(yàn)證碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)中，儀器按要求安裝好后開始實(shí)驗(yàn)，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接靜止地放在斜槽末端的水平部分，在白紙上記錄下重錘位置和各小球落點(diǎn)的平均位置依次為O、A、B、C，設(shè)入射小球和被碰小球的質(zhì)量依次為m1、m2，則下列說法中正確的有 ()43h2．如圖在“驗(yàn)證碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)中，儀器按要求安裝好后A．第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是A、BB．第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是B、AC．第二次入射小球和被碰小球?qū)⑼瑫r(shí)落地答案：BCD44hA．第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是A、B12h【例1】(2009·長沙調(diào)研)“碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，讓質(zhì)量為m1的小球從斜面上某處自由滾下，與靜止在支柱上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生對心碰撞，則(1)兩小球的質(zhì)量關(guān)系應(yīng)滿足 ()A．m1＝m2 B．m1>m2C．m1<m2 D．沒有限制45h【例1】(2009·長沙調(diào)研)“碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)裝置(2)實(shí)驗(yàn)中必須測量的量是 ()A．兩小球的質(zhì)量m1、m2B．兩小球的半徑r1、r2C．桌面離地的高度(H)D．小球起始高度(H)E．從兩小球相碰到兩球落地的時(shí)間(t)F．兩小球m1、m2相碰后飛出的水平距離G．小球m1單獨(dú)滾下做平拋運(yùn)動的水平距離46h(2)實(shí)驗(yàn)中必須測量的量是 ()14h(3)在研究“碰撞中的動量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生記錄的數(shù)據(jù)如下表所示：根據(jù)上述數(shù)據(jù)可求出兩球碰撞前的總動量p1＝__________，兩球碰后的總動量p2＝_______________；由此，得到的研究結(jié)論是__________________．r/cmmA/gmB/gOM/cmON/cmOP/cm0.5520.0010.015.1764.9147.2947h(3)在研究“碰撞中的動量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生記錄的數(shù)據(jù)如[解析](1)為防止反彈，導(dǎo)致小球m1的入射速度與平拋初速度產(chǎn)生差異，因此要求入射小球質(zhì)量(m1)大于被碰小球質(zhì)量(m2)，故選項(xiàng)B正確．(2)在本實(shí)驗(yàn)中，直接測量的量有：兩小球質(zhì)量m1、m2；兩小球的半徑r1、r2；入射小球單獨(dú)滾下做平拋運(yùn)動的水平距離和兩小球相碰后飛出做平拋運(yùn)動的水平距離．兩小球做平拋運(yùn)動，在豎直方向上發(fā)生的位移相同，兩小球做平拋運(yùn)動的時(shí)間相等，因而它們在水平方向做勻速分運(yùn)動的時(shí)間也相等，可以利用對水平運(yùn)動距離的測量代替對速度的測量，故不需要測量小球平拋運(yùn)動的起始高度、桌面高度及兩球做平拋運(yùn)動的時(shí)間．48h[解析](1)為防止反彈，導(dǎo)致小球m1的入射速度與平拋初速(3)系統(tǒng)碰撞前的總動量p1＝mA·OP，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入可得p1＝20.0×47.29＝945.8.系統(tǒng)在碰撞后的總動量p2＝mA·OM＋mB·O′N，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入可得p2＝20.0×15.17＋10.0×(64.91－2×0.55)＝941.5.在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，可認(rèn)為系統(tǒng)在碰撞前后動量相等，驗(yàn)證了兩球在碰撞中動量守恒.49h(3)系統(tǒng)碰撞前的總動量p1＝mA·OP，17h[答案](1)B(2)ABFG(3)見解析[總結(jié)提升](1)本實(shí)驗(yàn)巧妙地運(yùn)用了等效代換的方法，即用小球做平拋運(yùn)動的水平分位移代換平拋初速度．(2)本實(shí)驗(yàn)僅限于研究系統(tǒng)在碰撞前、后的動量關(guān)系，在研究時(shí)，各物理量的單位不一定要統(tǒng)一使用國際制單位，但要統(tǒng)一單位．(3)實(shí)驗(yàn)要保證動量守恒的條件．50h[答案](1)B(2)ABFG(3)見解析18h某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把B球放在水平槽上靠近末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡M和N，重復(fù)這種操作10次，圖甲中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊．51h某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為______________cm.(2)在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測量？答：______________(填選項(xiàng)號)A．水平槽上未放B球時(shí)，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離B．A球與B球碰撞后，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C．測量A球或B球的直徑D．測量A球與B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)E．測量G點(diǎn)相對于水平槽面的高度52h(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為______________(3)若小球A、B的質(zhì)量為mA、mB，用圖中的距離表示速度，寫出動量守恒的表達(dá)式__________．思路點(diǎn)拔：驗(yàn)證動量守恒定律的原理是什么，怎樣尋找落點(diǎn)的位置？53h(3)若小球A、B的質(zhì)量為mA、mB，用圖中的距離表示速度，解析：(1)圖乙畫出了B球的10個(gè)落點(diǎn)位置，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)取平均位置，方法是：用最小的圓將所有點(diǎn)圈在里面，圓心位置即為落點(diǎn)的平均位置，找準(zhǔn)平均位置，讀數(shù)時(shí)應(yīng)在刻度尺的最小刻度后面再估讀一位．(2)A、B兩球都從R點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動，且兩球平拋時(shí)間相同，以平拋時(shí)間為時(shí)間單位，則平拋的水平距離在數(shù)值上等于平拋初速度．設(shè)A未碰B時(shí)，平拋的水平位移為sA，A、B相碰后，A、B兩球的水平位移分別為sA′、sB′，A、B質(zhì)量分別為mA、mB，則碰前A的動量可寫成mAsA，碰后A、B總動量為mAsA′＋mBsB′，要驗(yàn)證動量是否守恒，即驗(yàn)證以上兩動量是否相等，所以該實(shí)驗(yàn)應(yīng)測量的物理量有：mA、mB、sA、sA′、sB′，該題答案是ABD.54h解析：(1)圖乙畫出了B球的10個(gè)落點(diǎn)位置，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)取平均位(3)M、N分別是碰后A、B兩球的落點(diǎn)位置，P是碰前A球的落點(diǎn)位置，碰前系統(tǒng)總動量可等效表示為p＝mA·OP，碰后總動量可等效表示為p′＝mA·OM＋mB·ON.答案：(1)64.7(64.2cm～65.2cm都正確)(2)ABD(3)mA·OP＝mA·OM＋mB·ON總結(jié)提升：因兩球均從斜槽末端平拋，故不需測量小球直徑.55h(3)M、N分別是碰后A、B兩球的落點(diǎn)位置，P是碰前A球的落【例2】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，在小車A的前端粘有橡皮泥，設(shè)法使小車A做勻速直線運(yùn)動，然后與原來靜止的小車B相碰并粘在一起繼續(xù)做勻速運(yùn)動，如圖甲所示，在小車A的后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．56h【例2】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守恒定律”的(1)若已得到一打點(diǎn)紙帶如圖