2026高考物理复习讲义（含解析）第六章 实验八　验证动量守恒定律.docxVIP

实验八验证动量守恒定律

实验方案

原理装置

实验步骤

方案一

利用气垫导轨完成碰撞实验

v＝dΔt，d为滑块上挡光片的宽度，Δ

验证:m1v1＋m2v2＝m1v1＋m2v2

1.测质量:用天平分别测出两滑块的质量。

2.安装:正确安装好气垫导轨，并调整导轨水平。

3.测速:计算出两滑块碰撞前、后的速度。

方案二

利用两辆小车在光滑长木板上的运动完成碰撞实验

v＝ΔxΔt，Δx为纸带上两计数点的距离，

验证:m1v1＝(m1＋m2)v2

1.测质量:用天平分别测出两小车的质量。

2.安装:将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，并调整长木板水平。

3.实验:接通电源，让小车A运动，小车B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，两车连接成整体，随后两车一起运动。

4.测速:通过纸带上合适的两计数点间的距离及打下两计数点的时间间隔，由v＝ΔxΔt

方案三

利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律

1.测小球的水平射程，连接ON，测量线段OP、OM、ON长度

2.验证:m1·OP＝m1·OM＋m2·ON

1.测质量:用天平分别测出两等大小球的质量，且保证m1m2。

2.安装:调整固定斜槽使斜槽末端水平。

3.铺纸:白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好，记下重垂线所指的位置O。

4.找平均位置点:每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，小球滚下10次，用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，找出圆心;再将被碰小球放在图示位置处使其被入射小球碰撞后落下(入射小球的起始位置始终不变)，经过10次碰撞后，用同样的方法分别找出入射小球和被碰小球落点所在最小圆的圆心。

5.测距离:用刻度尺分别量出O到所找出的三个圆心的距离。

考点一教材原型实验

例1(2024·新课标卷，22)某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放，a从轨道右端水平飞出后落在木板上;重复多次，测出落点的平均位置P与O点的距离xP。将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端点，再将小球a从Q处由静止释放，两球碰撞后均落在木板上;重复多次，分别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O点的距离xM、xN。

完成下列填空:

(1)记a、b两球的质量分别为ma、mb，实验中须满足条件mamb(选填“”或“”)。?

(2)如果测得的xP、xM、xN、ma和mb，在实验误差范围内满足关系式，则验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律。实验中，用小球落点与O点的距离来代替小球水平飞出时的速度。依据是。?

答案(1)(2)maxP＝maxM＋mbxN见解析

解析

(1)为保证碰撞后a球不反弹，应满足mamb。

(2)如果满足动量守恒定律，则在实验误差范围内满足关系式mavP＝mavM＋mbvN，小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，则它们每次在空中做平抛运动的时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，因此可以用小球的水平位移代替其初速度，即满足关系式maxP＝maxM＋mbxN。

跟踪训练

1.(2025·广东佛山模拟)某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律，滑块1和滑块2前端均安装了圆形弹片，两滑块上的挡光片宽度相同。实验过程如下:

①分别测出滑块1和滑块2的质量m1、m2;

②调整气垫导轨水平;

③将两滑块分别置于气垫导轨两端，同时轻推两个滑块，两滑块相向运动，分别经过两个光电门后发生碰撞，碰撞后两滑块弹开，速度方向均与碰撞前的相反，再次分别经过两个光电门，计时器记录滑块上的挡光片两次经过光电门的挡光时间;

④重复步骤③，得到多组数据;

⑤断开气源和计时器的电源，整理仪器。

根据以上步骤，回答下列问题:

(1)步骤②中，判断气垫导轨水平的方法是:接通气源和计时器后，使滑块在气垫导轨上自由滑动时，滑块上的挡光片通过两个光电门的挡光时间。?

(2)步骤③中，轻推两个滑块后，若滑块1碰撞前、后经过光电门1的挡光时间分别为t1、t1，滑块2碰撞前、后经过光电门2的挡光时间分别为t2、t2，挡光片的宽度为L，则碰撞前，滑块1的速度大小为，碰撞前后，滑块1的速度变化量的大小为。?

(3)若等式m1m2＝成立

答案(1)相等(2)Lt1Lt

解析(1)步骤②中，判断气垫导轨水平的方法是:接通气源和计时器后，使滑块在气垫导轨上自由滑动时，滑块上的挡光片通过两个光电门的挡光时间相等。

(2)碰撞前，滑块1的速度大小为v1＝L

碰撞后滑块1的速度大小为v1＝L

碰撞前后，