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1、第一章动量和动量守恒定律第三节动量守恒定律第2课时 动量守恒定律的验证课后篇巩固提升必备知识基础练L某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律,主要实验步骤如下：甲各斜槽固定在水平桌面上，调整末端切线水平；W白纸固定在水平地面上，白纸上面放上复写纸；用重垂线确定斜槽末端在水平地面上的投影点o；让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录小球的落地点，重复多次,确定落点的中心位置Q;宓痔小球B放在斜槽末端，让小球A紧贴定位卡由静止释放,记录两小球的落地点，重复多次，确定A、 8两小球落点的中心位置P、R;用刻度尺测量尸、Q、R距。点的距离51、S2、S3；用天平测量小球A、8质量m1、m2；析数据，验证等式m
2、S2=mS+m2S3是否成立，从而验证动量守恒定律.请回答下列问题：步骤与步骤(4定位卡的位置应；图乙是步骤矶勺示意图.该同学为完成步骤设计了下列表格，并进行了部分填写，请将其补充完 整.乙物理量碰前碰后rn/g2i = 17.0加1 = 17.0,加2=5.8s/cm$2=54.35$1 =,53=79.75/z.v/g-cm加囹=923.95mS +m253 二墓(1)保持不变 26.50 913.05解画为使入射球到达斜槽末端时的速度相等，应从同一位置由静止释放入射球，即步骤与步骤 中定位卡的位置应保持不变.(2)由图乙所示刻度尺可知，其分度值为1 mm,则si=26.50 cm,由表中
3、实验数据可知 加si+加2s3=17.0x26.50 g-cm+5.8x79.75 g-cni-913.05 g-cm.2.如图甲所示，在做验证动量守恒定律的实验时，小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之运动，与原 来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体后，继续向前运动,在小车A后连着纸带，打点计时器电源频 率为50 Hz,长木板右端下面垫放小木片以平衡摩擦力.获得的纸带如图乙所示，测出的各计数点间距已标在图上.A为运动起始的第一点，则应选 段来计算A的碰前速度，应选 段来计算A和B碰后的共同速度(均选填A夕”OCZT或(2)已测得小车A的质量mA=0.30 kg,小车B的质量为=0.20 kg
4、,由以上测量结果可得碰前系统总动 量为 kgm/s,碰后系统总动量为 kg-m/s.实验结论:在误差允许的范围内，小车A、B组成的系统碰撞前后总动量(选填“守恒” 或“不守恒，)固阑(1)BC DE (2)1.035 1.03 守恒解析|车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过 的位移相同，故段为匀速运动的阶段，故选8C段计算碰前的速度.碰撞过程是一个变速运动的过 程，而A和B碰后共同运动时做匀速直线运动，在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算 碰后的共同速度.(2)系统的动量即碰前A的动量0=%血=0.30：3：； kg-m/s=l.035
5、 kg-m/sxu.uz碰后的总动量 pi-QnAv2=0.50kg-m/s=1.03 kg-m/s.xu.uz(3)在误差允许的范围内，小车4、B组成的系统碰撞前后总动量守恒.3 .(2021四川成都外国语学校月考)如图所示为验证动量守恒定律的实验装置，气垫导轨置于水平桌面 上,Gi和G2为两个光电门工、8均为弹性滑块，质量分别为以、加&且两大于根&两遮光片的宽度均 为实验过程如下：i周节气垫导轨成水平状态；轻推滑块A测得A通过光电门Gi的遮光时间为人；4与5相碰后f和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为介和t3.回答下列问题：实验中选择mA大于mB的目的是.利用所测物理量的符号表示动量守恒
6、定律成立的式子为.答亮|保证碰撞中滑块A不反弹(2)=+詈H 3 以解丽(1)4的质量大于3的质量是为了 A、3碰撞时A不反弹.(2)碰撞前的总动量为p=mAV=mA-碰撞后的总动量为,d dpi-mv +mBV2-mJr-+mir-3 亡2则动量守恒的表达式为两幺土期+加晨和叱=胆+整 G 3 亡2 G 亡3 亡2关键能力提升练4 .(2021浙江期末)如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等 的小球，按下面步骤进行实验：。用天平测出两个小球的质量分别为如和m2；隽装实验装置,将斜槽A5固定在桌边,使槽的末端切线水平，再将一斜面5c连接在斜槽末端；劭不放小球
7、加2,让小球mi从斜槽顶端h处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P;少1各小球22放在斜槽末端B处，仍让小球mi从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球如、加2在斜面上的落点位置；用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端3的距离.图中M、尸、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从A/、P、N到3点的距离分别为SM、Sp、SN.依据上述实验步骤，请回答下面问题：(1)BC斜面的倾角(选填“需要”或“不需要”)测出；用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式，就能说明两球碰撞前 后动量是守恒的；某同学想用上述数据来验证碰撞前后机械能是否守恒，写出需要验证的关系式:.唐朝(1
8、)不需要(2)m 1-m i，丽+加2，丽(3) 21sp=相15加+根 2$N解近见 加2,两球碰撞后,7722的速度比m自由滚下时的速度大，如的速度减小，因此m落到M点、，而1“2落到N点.设斜面倾角为。，物体落到斜面上距离抛出点s时,根据平抛运动规律有ssin 3=-gt2,scos乙a=vt.整理得心sgcos202sn0碰撞过程中满足动量守恒mv（）=mV+m2V2小球都做平抛运动，由式结论可得vo=小球都做平抛运动，由式结论可得vo=spgcos20WIL产O n-，以=2sinJsgcos202sin0代入式整理得217=如7+2277,则不需要测量斜面的倾角e.由的分析可知,只
9、要满足关系式如7=如西7+加277,就能说明两球碰撞前后动量是守恒 的.111(3)若机械能守恒，则满足5如%2 = -77112 + -m2V22, 乙乙乙将速度表达式代入可得mSp=mSM+m2SN-5.(2021山东月考)某实验小组做“验证动量守恒定律”实验的装置如图所示,弹性球1用细线悬挂于O 点,0点下方桌子的边缘有一竖直立柱.实验时，调节悬点,使小球I与放置在光滑支撑杆上的直径相同 的小球2发生对心碰撞，碰后小球1继续向左摆动到B点，小球2做平抛运动落到c点.又测得A点离 水平桌面的距离为。石点离水平桌面的距离为立柱离水平桌面的距离为，已知弹性小球1的质量 m.为完成实验，还需要测
10、量的物理量有、.(说 明表示相应物理量的字母)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为(忽略小球的大小).餐嵬弹性球2的质量加2 C点与桌子边沿间的水平距离C桌面离水平地面的高度”(2)2m I Va-h-2m 7b-h +m2=解析(1)小球1下摆过程中机械能守恒，则有相吆(。-/2)=5如%2,解得u()=j2g(a-h),碰后小球1继续向 左摆动，机械能守恒，则有用igS-/z)=/g2,解得ui = J2g(b-/i),碰撞后球2做平抛运动，则有=也/,”+力=会於，解得也二c卜雄而，碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得“0=21也+切2V2,代入求得的三个速度，则
11、有j2g(Q-h)=21，2g(b-/l)+22c(2(+九)，整理得2如如，故还需要测量的物理量有弹性球2的质量22,。点与桌子边沿间的水平 VH+/1距离G桌面离水平地面的高度H.(2)由以上分析可知，该实验中动量守恒的表达式为2如向6 .利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌 面相切，先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放，测量出滑块在水平桌面滑行的距离SI(图 甲);然后将小滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放小与B碰撞 后结合为一个整体，测量出整体沿桌面滑动的距离级(图乙),圆弧轨道的半径为R,A和3完全相同，重 力加速度为g.滑块4运动到圆弧轨道最低点时的速度片(用R和g表示)；(2)滑块与桌面的动摩擦因数 =(用R和为表示)；若S和S2的比值2二，则验证了 A和B的碰撞动量守恒.S2 n答案(1)西天(2)- (3)4S1解析(1)A在圆弧面上运动时机械能守恒，则有根解得u=j2gR.D(2)对A下滑的全过程由动能定理分析可知加2gsi =0,解得二. , si(3)如果碰撞中动量守恒，则有再对碰后的AB物体分析,由动能定理可知w?=2冽g$2,因此只要满足14即可证明动量守恒.