2024高考物理一輪復(fù)習(xí) 第33講 驗證動量守恒定律（課件）

第33講

驗證動量守恒定律2024高考一輪復(fù)習(xí)講練測01復(fù)習(xí)目標(biāo)02網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建03知識梳理題型歸納04真題感悟目錄CONTENTS內(nèi)容索引知識考點考點1：教材原型實驗考點2：創(chuàng)新實驗方案夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理知識點：實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析知識點：實驗方案的改進(jìn)提升·必考題型歸納考向1：實驗原理與操作考向1實驗原理的改進(jìn)考向2實驗器材的創(chuàng)新考向2：數(shù)據(jù)處理與誤差分析考向3實驗思路的創(chuàng)新復(fù)習(xí)目標(biāo)1、理解和掌握驗證動量守恒定律實驗原理，并會做出必要的誤差分析。2、能夠在原型實驗基礎(chǔ)上，通過對實驗的改進(jìn)或者創(chuàng)新，做出同類探究。考情分析網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建01教材原型實驗PARTONE夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析1．實驗?zāi)康?1)掌握動量守恒的條件。(2)驗證碰撞中的動量守恒。2．實驗思路(1)物理量的測量：確定研究對象，明確所需測量的物理量和實驗器材，測量物體的質(zhì)量和兩個物體發(fā)生碰撞前后各自的速度。(2)數(shù)據(jù)分析：選定實驗方案，設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表格，測出并記錄物體的質(zhì)量和發(fā)生碰撞前后各自的速度，計算碰撞前后的總動量，代入公式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′進(jìn)行驗證。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析(3)實驗方案方案一：用氣墊導(dǎo)軌完成兩個滑塊的一維碰撞，實驗裝置如圖所示。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗?zāi)康摹⑵鞑?、原理、步驟、注意事項、誤差分析④實驗方法a．用細(xì)線將彈簧片壓縮，放置于兩個滑塊之間，并使它們靜止，然后燒斷細(xì)線，彈簧片彈開后落下，兩個滑塊隨即向相反方向運(yùn)動(如圖甲所示)。b．在兩滑塊相碰的端面上裝上彈性碰撞架(如圖乙所示)，可以得到能量損失很小的碰撞。c．在兩個滑塊的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時撞針插入橡皮泥中，兩個滑塊連成一體運(yùn)動(如圖丙所示)，這樣可以得到能量損失很大的碰撞。⑤器材：氣墊導(dǎo)軌、光電計時器、滑塊(帶擋光片)兩個、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥、天平。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析方案二：利用斜槽實現(xiàn)兩小球的一維碰撞。如圖甲所示，讓一個質(zhì)量較大的小球從斜槽上滾下來，與放在斜槽末端的另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞，之后兩小球都做平拋運(yùn)動。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析①質(zhì)量的測量：用天平測量質(zhì)量。②速度的測量：由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時間相等。如果用小球的飛行時間作時間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只需測出兩小球的質(zhì)量m1、m2和不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離s1，以及碰撞后入射小球與被碰小球在空中飛出的水平距離s1′和s2′。若在實驗誤差允許的范圍內(nèi)m1s1與m1s1′＋m2s2′相等，就驗證了兩個小球碰撞前后的不變量。③讓小球從斜槽的不同高度處開始滾動，進(jìn)行多次實驗。④器材：斜槽、兩個大小相等而質(zhì)量不等的小球、鉛垂線、白紙、復(fù)寫紙、刻度尺、天平、圓規(guī)。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析3．實驗步驟不論采用哪種方案，實驗過程均可按實驗方案合理安排，參考步驟如下：(1)用天平測量相關(guān)碰撞物體的質(zhì)量m1、m2，填入預(yù)先設(shè)計好的表格中。(2)安裝實驗裝置。(3)使物體發(fā)生碰撞。(4)測量或讀出碰撞前后相關(guān)的物理量，計算對應(yīng)的速度，填入預(yù)先設(shè)計好的表格中。(5)改變碰撞條件，重復(fù)步驟(3)(4)。(6)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過分析比較，驗證動量守恒定律。(7)整理器材，結(jié)束實驗。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析4．?dāng)?shù)據(jù)處理為了驗證動量守恒定律，將實驗中測得的物理量填入如下表格。(1)方法：將表格中的m1、m2、v1、v2、v1′和v2′等數(shù)據(jù)代入m1v1＋m2v2和m1v1′＋m2v2′進(jìn)行驗證。(2)結(jié)論：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′即可驗證動量守恒定律。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗?zāi)康?、器材、原理、步驟、注意事項、誤差分析5．誤差分析(1)系統(tǒng)誤差①碰撞是否為一維碰撞，是產(chǎn)生誤差的一個原因，設(shè)計實驗方案時應(yīng)保證碰撞為一維碰撞。②碰撞中是否受其他力(例如摩擦力)的影響是帶來誤差的又一個原因，實驗中要合理控制實驗條件，避免除碰撞時相互作用力外的其他力影響物體速度。(2)偶然誤差：測量和讀數(shù)的準(zhǔn)確性帶來的誤差，實驗中應(yīng)規(guī)范測量和讀數(shù)，同時增加測量次數(shù)，取平均值，盡量減少偶然誤差的影響。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點實驗?zāi)康摹⑵鞑?、原理、步驟、注意事項、誤差分析6．注意事項(1)保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞，即兩個物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動，碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動。(2)若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實驗，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時注意應(yīng)利用水平儀確保導(dǎo)軌水平。(3)利用平拋運(yùn)動進(jìn)行實驗，斜槽末端必須水平，且小球每次從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下；入射小球質(zhì)量要大于被碰小球質(zhì)量?？枷?實驗原理與操作提升·必備題型歸納1．某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置來驗證動量守恒定律，實驗中先讓小球a從斜槽軌道上某點由靜止?jié)L下落在水平地面上，反復(fù)多次試驗記錄落點位置。然后再將小球b放在斜槽末端，讓小球a從斜槽上由靜止?jié)L下與小球b相碰后兩球分別落在水平地面上，反復(fù)多次實驗記錄落點位置。已知斜槽末端的豎直高度H=45.00cm，ma=0.2kg，mb=0.1kg，重力加速度g=10m/s2，空氣阻力不計，小球落地點距離O點（斜槽末端正下方）的距離如乙圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）關(guān)于該實驗不必要的條件是

；A．斜槽末端必修保持水平B．a(chǎn)、b兩球的半徑必須相等C．a(chǎn)、b兩球的密度必須相等D．a(chǎn)球每次下落的起點位置必須相同（2）本實驗探究水平動量守恒的表達(dá)式可以表示為

（用ma、mb、OA、OB、OC表示）；（3）碰撞后小球b的水平動量為

（保留兩位有效數(shù)字）；考向1實驗原理與操作提升·必備題型歸納C

ma×OB=ma×OA+mb×OC0.16提升·必備題型歸納守恒包含落點的小圓圓心提升·必備題型歸納02創(chuàng)新實驗方案PARTONE夯基·必備基礎(chǔ)知識