2019_2020学年高考物理主题1动量与动量守恒定律微型专题实验：验证动量守恒定律学案（必修1）

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1、微型专题　实验：验证动量守恒定律1.(2018·广东省实验中学、广雅中学、佛山一中高二下期末)某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图1甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块与导轨之间的摩擦而引起的误差.图1(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；

2、③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹射装置；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先__________，然后__________，让滑块带动纸带一起运动，然后两滑块粘合到一起；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示；⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g，试着完善实验步骤⑥的内容.(2)已知打点计时

3、器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前系统的总动量为_______kg·m/s；两滑块相互作用后系统的总动量为_______kg·m/s.(保留三位有效数字)(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是___________________________________.答案　(1)接通打点计时器的电源　放开滑块1　(2)0.620　0.618　(3)纸带与打点计时器的限位孔间有摩擦及滑块与空气间有摩擦解析　(2)相互作用前滑块1的速度为v1＝m/s＝2m/s，系统的动量为0.310kg×2

4、m/s＝0.620kg·m/s，相互作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v＝m/s＝1.2m/s，系统的动量为(0.310kg＋0.205kg)×1.2m/s＝0.618kg·m/s.2.(2018·济南市高二下期末)在学习了“研究碰撞中的不变量”的实验后，得出了动量守恒定律，反过来我们可以利用该实验中的有关方案来“验证动量守恒定律”.下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况.实验仪器如图2甲所示.图2实验过程：(1)调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作

5、.(2)在滑块1上装上挡光片，用游标卡尺测得其挡光宽度L如图乙所示，则L＝______mm.(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸).(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量分别为m1＝0.4kg、m2＝0.2kg.(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上，设滑块2处于静止状态(v2＝0)，滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间)，撞后两者粘在一起，分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门1的挡光时间t1和碰后通过光电门2的挡光时间t2.(6)先根据v＝计算滑块1碰撞前的速度v1及碰后两者的共同

6、速度v；再计算两滑块碰撞前后的动量，并比较两滑块前后的动量的矢量和.实验数据：(请在下面表格的空白处填上相应文字或数据)次数滑块1滑块2碰前系统动量(kg·m·s－1)碰后系统动量(kg·m·s－1)v1/(m·s－1)v/(m·s－1)v2/(m·s－1)v/(m·s－1)m1v1m2v2(m1＋m2)v10.2900.19200.192①00.11520.4530.29600.296②0③结论④________①________；②________；③________；④________；答案　(2)1.0

7、　(6)①0.116　②0.181　③0.178　④在误差允许的范围内，碰撞前系统动量的矢量和等于碰撞后系统动量的矢量和解析　(2)由题图乙所示游标卡尺可知，10分度的游标精度为0.1mm，其示数为1mm＋0×0.1mm＝1.0mm；(6)由题表中实验数据可知，动量：①m1v1＝0.4×0.290kg·m/s＝0.116kg·m/s②m1v1＝0.4×0.453kg·m/s≈0.181kg·m/s③(m1＋m2)v＝(0.4＋0.2)×0.296kg·m/s≈0.178kg·m/s；④由表中实验数据可知，在误差

8、允许范围内，碰撞过程系统动量守恒.3.现利用图3(a)所示的装置“验证动量守恒定律”.在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间.图3实验测得滑块A的质量m1＝0.310kg，滑块B的质量m2＝0.108kg，遮光片的宽度d