热点视角
1．动量守恒定律的应用是本部分的重点和难点，也是高考的热点，动量和动量的变化量这两个概念常穿插在动量守恒定律的应用中考查．
2．动量守恒定律结合能量守恒定律来解决碰撞、打击、反冲等问题，以及动量守恒定律与圆周运动、核反应的结合已成为近几年高考命题的热点．
3．波粒二象性部分的重点内容是光电效应现象、实验规律和光电效应方程，光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点．
4．核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加，可能单独命题，也可能与其他知识结合出题．
5．半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点问题，试题一般以基础知识为主，较简单．
第一节动量守恒定律及其应用(实验：验证动量守恒定律)
一、动量动量定理
1．冲量
(1)定义：力和力的作用时间的乘积．
(2)公式：I＝Ft，适用于求恒力的冲量．
(3)方向：与力F的方向相同．
2．动量
(1)定义：物体的质量与速度的乘积．
(2)公式：p＝m v.
(3)单位：千克·米/秒，符号：kg·m/s.
(4)意义：动量是描述物体运动状态的物理量，是矢量，其方向与速度的方向相同．
3．动量定理
(1)内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的增量．
(2)表达式：F·Δt＝Δp＝p′－p.
(3)矢量性：动量变化量方向与合力的方向相同，可以在某一方向上用动量定理．
4．动量、动能、动量的变化量的关系
(1)动量的变化量：Δp＝p′－p.
(2)动能和动量的关系：E k＝p2 2m.
1.下列说法正确的是()
A．速度大的物体，它的动量一定也大
B．动量大的物体，它的速度一定也大
C．只要物体的运动速度大小不变，物体的动量也保持不变D．物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大
答案：D
二、动量守恒定律
1．守恒条件
(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒．
(2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒． (3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒． 2．动量守恒定律的表达式：
m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v ′1＋m 2v ′2或Δp 1＝－Δp 2.
2.(2014·高考浙江自选模块)如图所示，甲木块的质量为m 1，以v 的速度沿光滑水平地
面向前运动，正前方有一静止的、质量为m 2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧．甲木块与弹簧接触后( )
A ．甲木块的动量守恒
B ．乙木块的动量守恒
C ．甲、乙两木块所组成系统的动量守恒
D ．甲、乙两木块所组成系统的动能守恒 答案：C 三、碰撞 1．碰撞
物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象． 2．特点
在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒． 3．分类
3.A 球的质量是m ，B 球的质量是2m ，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动，B 在
前，A 在后，发生正碰后，A 球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率比v ′A ∶v ′B 为( )
A.12
B.13
C ．2 D.2
3
答案：D
考点一 动量定理的理解及应用
1．动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力．这种情况下，动量定理中的力F 应理解为变力在作用时间内的平均值．
2．动量定理的表达式F ·Δt ＝Δp 是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向，公式中的F 是物体或系统所受的合力．
3．应用动量定理解释的两类物理现象
(1)当物体的动量变化量一定时，力的作用时间Δt 越短，力F 就越大，力的作用时间Δt 越长，力F 就越小，如玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在沙地上不易碎．
(2)当作用力F 一定时，力的作用时间Δt 越长，动量变化量Δp 越大，力的作用时间Δt 越短，动量变化量Δp 越小
在水平力F ＝30 N 的作用下，质量m ＝5 kg 的物体由静止开始沿水平面运动．已知物体与
水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F 作用6 s 后撤去，撤去F 后物体还能向前运动多长时间才停止？(g 取10 m/s 2)
[解析] 法一：用动量定理解，分段处理． 选物体为研究对象，对于撤去F 前物体做匀加速运动的过程，受力情况如图甲所示，始态速度为零，终态速度为v ，取水平力F 的方向为正方向，根据动量定理有
(F －μmg )t 1＝m v －0. 对于撤去F 后，物体做匀减速运动的过程，受力情况如图乙所示，始态速度为v ，终态速度为零．根据动量定理有
－μmgt 2＝0－m v . 以上两式联立解得
t 2＝F －μmg μmg t 1＝30－0.2×5×100.2×5×10
×6 s ＝12 s.
法二：用动量定理解，研究全过程．
选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、终状态的物体速度都等于零． 取水平力F 的方向为正方向，根据动量定理得 (F －μmg )t 1＋(－μmg )t 2＝0
解得t 2＝F －μmg μmg t 1＝30－0.2×5×10
0.2×5×10×6 s ＝12 s.
[答案] 12 s
[规律方法] 应用动量定理解题的一般步骤 (1)明确研究对象和研究过程．
研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段． (2)进行受力分析．
只分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力，不必分析内力． (3)规定正方向．
(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)，根据动量定理列方程求解．
1.
我国女子短道速滑队在世锦赛上实现了女子3 000 m 接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则( )
A ．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B ．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C ．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D ．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功
解析：选B.乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项A 错误；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即Δp 甲＝－Δp 乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项B 正确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项C 、D 错误．
考点二 动量守恒定律与碰撞 1．动量守恒定律的不同表达形式
(1)p ＝p ′，系统相互作用前的总动量p 等于相互作用后的总动量p ′.
(2)m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v ′1＋m 2v ′2，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和．
(3)Δp 1＝－Δp 2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向． (4)Δp ＝0，系统总动量的增量为零． 2．碰撞遵守的规律
(1)动量守恒，即p 1＋p 2＝p ′1＋p ′2.
(2)动能不增加，即E k1＋E k2≥E ′k1＋E ′k2或p 21
2m 1＋p 2
22m 2≥p ′212m 1＋p ′222m 2
.
(3)速度要合理．
①碰前两物体同向，则v 后>v 前；碰后，原来在前的物体速度一定增大，且v ′前≥v ′后． ②两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变． 3．两种碰撞特例 (1)弹性碰撞
两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒．
以质量为m 1、速度为v 1的小球与质量为m 2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有 m 1v 1＝m 1v ′1＋m 2v ′2① 12m 1v 21＝12m 1v ′21＋12
m 2v ′22② 由①②得v ′1＝(m 1－m 2)v 1m 1＋m 2 v ′2＝2m 1v 1
m 1＋m 2
结论：
①当m 1＝m 2时，v ′1＝0，v ′2＝v 1，两球碰撞后交换了速度． ②当m 1>m 2时，v ′1>0，v ′2>0，碰撞后两球都向前运动．
③当m 1
两物体发生完全非弹性碰撞后，速度相同，动能损失最大，但仍遵守动量守恒定律．
(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)如图，质量分别为m
A 、m
B 的两个弹性小球A 、
B 静止在地面上方，B 球距地面的高度h ＝0.8 m ，A 球在B 球的正上方．先将B 球释放，经过一段时间后再将A 球释放．当A 球下落t ＝0.3 s 时，刚好与B 球在地面上方的P 点处相碰．碰撞时间极短，碰后瞬间A 球的速度恰好为零．已知m B ＝3m A ，重力加速度大小g ＝10 m/s 2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失．求：
(1)B 球第一次到达地面时的速度； (2)P 点距离地面的高度．
[审题点睛] 由于两球碰撞时间极短，并且没有能量损失，所以在碰撞过程中动量守恒，碰撞前后总动能相等，分别列方程求解．
[解析] (1)设B 球第一次到达地面时的速度大小为v B ，由运动学公式有v B ＝2gh ① 将h ＝0.8 m 代入上式，得v B ＝4 m/s. ②
(2)设两球相碰前后，A 球的速度大小分别为v 1和v ′1(v ′1＝0)，B 球的速度分别为v 2和v ′2.由运动学规律可得
v 1＝gt ③
由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相撞前后的动量守恒，总动能保持不变．规定向下的方向为正，有
m A v 1＋m B v 2＝m B v ′2 ④ 12m A v 21＋12m B v 22＝12
m B v ′22 ⑤ 设B 球与地面相碰后的速度大小为v ′B ，由运动学及碰撞的规律可得v ′B ＝v B ⑥ 设P 点距地面的高度为h ′，由运动学规律可得
h ′＝v ′2B －v 2
2
2g
⑦
联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得 h ′＝0.75 m.
[答案] (1)4 m/s (2)0.75 m
[规律总结] 应用动量守恒定律解题的步骤
(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)； (2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)； (3)规定正方向，确定初、末状态动量； (4)由动量守恒定律列出方程；
(5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明．
2.两球A 、B 在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，m A ＝1 kg ，m B ＝2 kg ，v A ＝6
m/s ，v B ＝2 m/s. 当A 追上B 并发生碰撞后，两球A 、B 速度的可能值是( )
A ．v ′A ＝5 m/s ，v ′
B ＝2.5 m/s B ．v ′A ＝2 m/s ，v ′B ＝4 m/s
C ．v ′A ＝－4 m/s ，v ′B ＝7 m/s
D ．v ′A ＝7 m/s ，v ′B ＝1.5 m/s
解析：选B.虽然题中四个选项均满足动量守恒定律，但A 、D 两项中，碰后A 的速度v ′A 大于B
的速度v ′B ，必然要发生第二次碰撞，不符合实际；C 项中，两球碰后的总动能E ′k ＝12m A v ′2A ＋12m B v ′2
B
＝57 J ，大于碰前的总动能E k ＝22 J ，违背了能量守恒定律；而B 项既符合实际情况，也不违背能量守
恒定律，故B 项正确．
考点三 爆炸和反冲 人船模型 1．爆炸的特点 (1)动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸时物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒．
(2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，所以爆炸后系统的总动能增加．
(3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动．
2．反冲
(1)现象：物体的不同部分在内力的作用下向相反方向运动．
(2)特点：一般情况下，物体间的相互作用力(内力)较大，因此系统动量往往有以下几种情况：①动
量守恒；②动量近似守恒；③某一方向动量守恒．
反冲运动中机械能往往不守恒． 注意：反冲运动中平均动量守恒．
(3)实例：喷气式飞机、火箭、人船模型等． 3．人船模型
若人船系统在全过程中动量守恒，则这一系统在全过程中的平均动量也守恒．如果系统由两个物体组成，且相互作用前均静止，相互作用后均发生运动，则由m 1v 1＝－m 2v 2得m 1x 1＝－m 2x 2.该式的适用条件是：
(1)系统的总动量守恒或某一方向上的动量守恒．
(2)构成系统的两物体原来静止，因相互作用而反向运动． (3)x 1、x 2均为沿动量方向相对于同一参考系的位移．
如图所示，一辆质量为M ＝3 kg 的小车A 静止在光滑的水平面上，小车上有一质量为m
＝1 kg 的光滑小球B ，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为E p ＝6 J ，小球与小车右壁距离为L ，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：
(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小；
(2)在整个过程中，小车移动的距离．
[解析] (1)设小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小分别为v 1、v 2，则
m v 1－M v 2＝0 12m v 21＋12M v 2
2
＝E p 解得：v 1＝3 m/s ，v 2＝1 m/s.
(2)设小车移动x 2距离，小球移动x 1距离 m x 1t ＝M x 2t x 1＋x 2＝L 解得：x 2＝L 4
.
[答案] (1)3 m/s 1 m/s (2)L
4
3.(2014·高考重庆卷)一弹丸在飞行到距离地面5 m 高时仅有水平速度v ＝2 m/s ，爆炸成
为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1，不计质量损失，取重力加速度g ＝10 m/s 2.则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )
解析：选B.弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力，故爆炸瞬间动量守恒．因两弹片均水平飞出，飞行时
间t ＝2h g ＝1 s ，取向右为正，由水平速度v ＝x
t
知，选项A 中，v 甲＝2.5 m/s ，v 乙＝－0.5 m/s ；选项B
中，v 甲＝2.5 m/s ，v 乙＝0.5 m/s ；选项C 中，v 甲＝1 m/s ，v 乙＝2 m/s ；选项D 中，v 甲＝－1 m/s ，v 乙＝2
m/s.因爆炸瞬间动量守恒，故m v ＝m 甲v 甲＋m 乙v 乙，其中m 甲＝34m ，m 乙＝1
4m ，v ＝2 m/s ，代入数值计
算知选项B 正确．
考点四 动量与能量观点的综合应用
1．若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律(机械能守恒定律)． 2．若研究对象为单一物体，且涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理．
3．因为动量守恒定律、能量守恒定律(机械能守恒定律)、动能定理都只考查一个物理过程的始末两个状态有关物理量间的关系，对过程的细节不予细究，这正是它们的方便之处．特别对于变力做功问题，就更显示出它们的优越性．
(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块A 、B 、C .B
的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)．设A 以速度v 0朝B 运动，压缩弹簧；当A 、 B 速度相等时，B 与C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设B 和C 碰撞过程时间极短，求从A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，
(1)整个系统损失的机械能；
(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能．
[审题点睛] A 、B 碰撞时动量守恒、能量也守恒，而B 、C 相碰粘接在一块时，动量守恒．系统产生的内能则为机械能的损失．当A 、B 、C 速度相等时，弹性势能最大．
[解析] (1)从A 压缩弹簧到A 与B 具有相同速度v 1时，对A 、B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得
m v 0＝2m v 1①
此时B 与C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v 2，损失的机械能为ΔE .对B 、C 组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得
m v 1＝2m v 2② 12m v 21＝ΔE ＋1
2
(2m )v 22③ 联立①②③式得ΔE ＝1
16m v 20.④
(2)由②式可知v 2 m v 0＝3m v 3⑤ 12m v 20－ΔE ＝1 2 (3m )v 23＋E p ⑥ 联立④⑤⑥式得 E p ＝1348m v 20 . [答案] (1)116m v 20 (2)1348m v 2 4.(2015·银川模拟)在光滑水平面上静置有质量均为m 的木板AB 和滑块CD ，木板AB 上表面粗糙，动摩擦因数为μ，滑块CD 上表面是光滑的1/4圆弧，其始端D 点切线水平且在木板AB 上表面内，它们紧靠在一起，如图所示．一可视为质点的物块P ，质量也为m ，从木板AB 的右端以初速度v 0滑上木板AB ，过B 点时速度为v 0/2，又滑上滑块CD ，最终恰好能滑到滑块CD 圆弧的最高点C 处，求： (1)物块滑到B 处时木板的速度v AB ； (2)滑块CD 圆弧的半径R . 解析：(1)由点A 到点B ，取向左为正，由动量守恒得 m v 0＝m v B ＋2m ·v AB ，则v AB ＝v 0 4 . (2)由点D 到点C ，滑块CD 与物块P 的动量守恒，机械能守恒，得m ·v 02＋m ·v 0 4 ＝2m v 共 mgR ＝12m ????v 022＋12m ????v 042－12×2m v 2 共 解得R ＝v 20 64g . 答案：(1)v 04 (2)v 20 64g 考点五 实验：验证动量守恒定律 [学生用书P 252] 1．实验原理 在一维碰撞中，测出物体的质量m 和碰撞前后物体的速率v 、v ′，找出碰撞前的动量p ＝m 1v 1＋m 2v 2及碰撞后的动量p ′＝m 1v ′1＋m 2v ′2，看碰撞前后动量是否守恒． 2．实验方案 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验 (1)测质量：用天平测出滑块质量． (2)安装：正确安装好气垫导轨． (3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量．②改变滑块的初速度大小和方向)． (4)验证：一维碰撞中的动量守恒． 方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验 (1)测质量：用天平测出两小球的质量m 1、m 2. (2)安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来． (3)实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰． (4)测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度． (5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验． (6)验证：一维碰撞中的动量守恒． 方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验 (1)测质量：用天平测出两小车的质量. (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，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥． (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，把两小车连接成一体运动． (4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v ＝Δx Δt 算出速度． (5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验． (6)验证：一维碰撞中的动量守恒． 方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 (1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球． (2)按照如图所示安装实验装置，调整固定斜槽使斜槽底端水平． (3)白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好．记下重垂线所指的位置O . (4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P 就是小球落点的平均位置． (5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤(4)的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M 和被碰小球落点的平均位置N .如图所示． (6)连接ON ，测量线段OP 、OM 、ON 的长度．将测量数据填入表中．最后代入m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON ，看在误差允许的范围内是否成立． (7)整理好实验器材放回原处． (8)实验结论：在实验误差范围内，碰撞系统的动量守恒． 气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑 块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨以及滑块A 和B 来验证动量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)： 采用的实验步骤如下： a ．用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B . b ．调整气垫导轨，使导轨处于水平． c ．在A 和B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上． d ．用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1. e ．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作．当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时停止计时，记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2. (1)实验中还应测量的物理量是________． (2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是__________，上式中算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是 ________________________________________________________________________． (3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式． [解析] (1)验证动量守恒，需要知道物体的运动速度，在已经知道运动时间的前提下，需要测量运动物体的位移，即需要测量的量是B 的右端至D 板的距离L 2. (2)由于运动前两物体是静止的，故总动量为零，运动后两物体是向相反方向运动的，设向左运动为 正，则有m A v A －m B v B ＝0，即m A L 1t 1－m B L 2 t 2＝0. 造成误差的原因：一是测量本身就存在误差，如测量质量、时间、距离等存在误差；二是空气阻力 或者是导轨不是水平的等原因． (3)根据能量守恒知，两运动物体获得的动能就是弹簧的弹性势能．故有ΔE p ＝12??? ?m A L 2 1t 21＋m B L 22 t 22. [答案]见解析 扫一扫进入91导学网(https://www.doczj.com/doc/a43684857.html,) 气垫导轨证明动量守恒实验 方法技巧——动量守恒中的临界问题 1．滑块与小车的临界问题 滑块与小车是一种常见的相互作用模型．如图所示，滑块冲上小车后，在滑块与小车之间的摩擦力 作用下，滑块做减速运动，小车做加速运动．滑块刚好不滑出小车的临界条件是滑块到达小车末端时， 滑块与小车的速度相同． 2．两物体不相碰的临界问题 两个在光滑水平面上做匀速运动的物体，甲物体追上乙物体的条件是甲物体的速度v甲大于乙物体 的速度v乙，即v甲>v乙，而甲物体与乙物体不相碰的临界条件是v甲＝v乙． 3．涉及弹簧的临界问题 对于由弹簧组成的系统，在物体间发生相互作用的过程中，当弹簧被压缩到最短时，弹簧两端的两 个物体的速度相等． 4．涉及最大高度的临界问题 在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中，由于弹力的作用，斜面在水平方向将做加速运 动．物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度，物体在竖直方向的分 速度等于零． 块B置于A的左端，三者质量分别为m A＝2 kg、m B＝1 kg、m C＝2 kg.开始时C静止，A、B一起以v0 ＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达 到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C发生碰撞．求A与C碰撞后瞬间A的速度大小． [审题点睛](1)A、C发生相碰，B与A的相互作用可忽略，A、C系统动量守恒； (2)碰后A、B相互作用达到共同速度，A、B系统动量守恒； (3)A、C碰后，A恰好不再与C相碰，则A、B的共同速度与C碰后速度相等． [规范解答]—————————该得的分一分不丢！ 因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A的速度为v A，C的速度为v C，以向右 为正方向，由动量守恒定律得 m A v0＝m A v A＋m C v C①(2分) A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为v AB，由动量守恒定律得 m A v A＋m B v0＝(m A＋m B)v AB②(2分) A与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足 v AB ＝v C ③(1分) 联立①②③式，代入数据得 v A ＝2 m/s.(2分) [答案] 2 m/s [总结提升] 正确把握以下两点是求解动量守恒定律中的临界问题的关键： (1)寻找临界状态 看题设情景中是否有相互作用的两物体相距最近，避免相碰和物体开始反向运动等临界状态． (2)挖掘临界条件 在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，即速度相等或位移相等． 1．(2015·苏北四市调研)A 、B 两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上，已知A 、B 两球质量分别为2m 和m .当用板挡住A 球而只释放B 球时，B 球被弹出落于距桌边距离为x 的水平地面上，如图所示．若用同样的程度压缩弹簧，取走A 左边的挡板，将A 、B 同时释放，则B 球的落地点距离桌边距离为 ( ) A.x 3 B.3x C ．x D.63 x 解析：选D.当用板挡住小球A 而只释放B 球时，根据能量守恒有：E p ＝1 2m v 20 ，根据平抛运动规律 有：x ＝v 0t .当用同样的程度压缩弹簧，取走A 左边的挡板，将A 、B 同时释放，设A 、B 的速度分别为 v A 和v B ，则根据动量守恒和能量守恒有：2m v A －m v B ＝0，E p ＝12×2m v 2 A ＋12m v 2 B ，解得v B ＝63v 0 ，B 球的落地点距桌边距离为x ′＝v B t ＝6 3x ，D 选项正确． 2．(2015·湖北孝感模拟)如图所示，质量为M 的滑槽内有半径为R 的半圆轨道，将滑槽放在水平面上，左端紧靠墙壁．一质量为m 的物体从半圆轨道的顶端a 点无初速度释放，b 点为半圆轨道的最低点，c 点为半圆轨道另一侧与a 等高的点．不计一切摩擦，下列说法正确的是( ) A ．m 从a 点运动到b 点过程中，m 与M 系统的机械能守恒、水平动量守恒 B ．m 从a 点释放后运动的全过程中，m 的机械能守恒 C ．m 释放后能够到达c 点 D ．当m 首次从右向左到达最低点b 时，M 的速度达到最大 解析：选D.m 首次下滑过程，墙对系统有向右的弹力，因此系统水平动量不守恒；系统没有摩擦和介质阻力，因此m 释放后运动的全过程系统机械能始终守恒，但M 的机械能比初状态增加了，因此m 的机械能不守恒；m 第一次到最低点后，M 离开墙，系统水平动量守恒，当m 和M 共速时，系统具有动能，因此m 的势能必小于mgR ；m 第一次在圆轨道右半侧上滑行过程对M 的弹力始终向右下方，有水平向右的分力，因此M 始终加速，m 从右向左通过最低点b 后，M 开始减速，故选项D 正确． 3．(2015·陕西西工大附中模拟)如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M 1＝1 kg ，车上另有一个质量为m ＝0.2 kg 的小球．甲车静止在平面上，乙车以v 0＝8 m/s 的速度向甲车运动，乙车上有接收装置，总质量M 2＝2 kg ，问：甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上(球很快与乙车达到相对静止)，两车才不会相撞？ 解析：要使两车不相撞，则两车速度相等， 以三者为系统，由动量守恒定律： 0＋M 2v 0＝(M 1＋m ＋M 2)v 共，得v 共＝5 m/s 以球与乙车为系统，由动量守恒定律： M 2v 0－m v ＝(m ＋M 2)v 共，得v ＝25 m/s. 答案：25 m/s 4．如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v 抽出纸条后，铁块掉在地上的P 点．若以2v 速度抽出纸条，则铁块落地点为( ) A ．仍在P 点 B ．在P 点左边 C ．在P 点右边不远处 D ．在P 点右边原水平位移的两倍处 解析：选B.纸条抽出的过程，铁块所受的滑动摩擦力一定，以v 的速度抽出纸条，铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长，由I ＝F f t ＝m v 0得铁块获得速度较大，平抛运动的水平位移较大，以2v 的速度抽出纸条的过程， 铁块受滑动摩擦力作用时间较短，铁块获得速度较小，平抛运动的位移较小，故B 选项正确． 5.如图，质量为M 的小船在静止水面上以速率v 0向右匀速行驶，一质量为m 的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率v 水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( ) A ．v 0＋m M v B ．v 0－m M v C ．v 0＋m M (v 0＋v ) D ．v 0＋m M (v 0－v ) 解析：选C.取向右为正方向，由动量守恒有(M ＋m )v 0＝－m v ＋M v ′，解之有v ′＝v 0＋m M (v 0＋v )， 故C 正确． 6．如图所示，一质量为M 的木板静止在光滑的水平面上，一质量为m 的滑块以初速度v 0滑到木板上，滑块在木板上滑行的距离为d ，木板向前移动s 后以速度v 与滑块一起匀速运动，此过程中转化为内能的能量为( ) A.12 m (v 20－v 0v ) B ．m v 0(v 0－v ) C.m (v 0－v )v d 2s D.m (v 0－v )s v d 解析：选AC.因m v 0＝(M ＋m )v ，Q ＝12m v 20－12(M ＋m )v 2 ＝12m v 20－(M ＋m )v 2v ＝12m v 20－m v 02v ＝m 2 (v 20－v 0v )，选项A 正确；根据动能定理fs ＝1 2M v 2，再根据能量守恒fd ＝Q ，两式相除得Q ＝M v 2 d 2s ＝M vv d 2s ＝ m (v 0－v )v d 2s ，选项C 正确． 一、选择题 1．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是( ) A ．掉在水泥地上的玻璃杯动量小，而掉在草地上的玻璃杯动量大 B ．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变小，掉在草地上的玻璃杯动量改变大 C ．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小 D ．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时作用力大，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时作用力小 解析：选D.玻璃杯从同样高度落下，到达地面时具有相同的速度，即具有相同的动量，与地面相互作用后都静止．所以两种地面的情况中玻璃杯动量的改变量相同，故A 、B 、C 错误；落在水泥地上时，作用时间短，故作用力大，落在草地上时，作用时间长，故作用力小，故D 正确． 2.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A 并留在其中，A 、B 用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示．则在子弹打击木块A 及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统( ) A ．动量守恒，机械能守恒 B ．动量不守恒，机械能守恒 C ．动量守恒，机械能不守恒 D ．无法判定动量、机械能是否守恒 解析：选C.动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零，本题中子弹、木块、弹簧组成的系统，水平方向上不受外力，竖直方向上受合外力之和为零，所以动量守恒．机械能守恒的条件是系统除重力、弹力做功外，其他力对系统不做功，本题中子弹穿入木块瞬间有部分机械能转化为内能(发热)，所以系统的机械能不守恒．故C 选项正确．A 、B 、D 错误． 3．(2015·泉州检测)有一个质量为3m 的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v 0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m ，速度大小为v ，方向水平向东，则另一块的速度是( ) A ．3v 0－v B ．2v 0－3v C ．3v 0－2v D ．2v 0＋v 解析：选C.在最高点水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，3m v 0＝2m v ＋m v ′，可得另一块的速度为v ′＝3v 0－2v ，对比各选项可知，答案选C. 4．(2014·高考福建卷)一枚火箭搭载着卫星以速率v 0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m 1，后部分的箭体质量为m 2，分离后箭体以速率v 2沿火箭原方向飞行， 若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v 1为( ) A ．v 0－v 2 B ．v 0＋v 2 C ．v 0－m 2 m 1 v 2 D ．v 0＋m 2 m 1 (v 0－v 2) 解析：选D.对火箭和卫星由动量守恒定律得 (m 1＋m 2)v 0＝m 2v 2＋m 1v 1 解得v 1＝(m 1＋m 2)v 0－m 2v 2m 1＝v 0＋m 2 m 1 (v 0－v 2)． 故选D. 5．(2015·北京西城区模拟)1966年，在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验．实验时，用“双子星号”宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄火)，接触以后，开动“双子星号”飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速．推进器的平均推力F ＝895 N ，推进器开动时间Δt ＝7 s ．测出飞船和火箭组的速度变化Δv ＝0.91 m/s.已知“双子星号”飞船的质量m 1＝3 400 kg.由以上实验数据可测出火箭组的质量m 2为( ) A ．3 400 kg B ．3 485 kg C ．6 265 kg D ．6 885 kg 解析：选B.根据动量定理得F Δt ＝(m 1＋m 2)Δv ，代入数据解得m 2＝3 485 kg ，B 选项正确． 6．(2015·合肥质检)一质量为2 kg 的物体受水平拉力F 作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a －t 图象如图所示，t ＝0时其速度大小为2 m/s ，滑动摩擦力大小恒为2 N ，则( ) A ．在t ＝6 s 的时刻，物体的速度为18 m/s B ．在0～6 s 时间内，合力对物体做的功为400 J C ．在0～6 s 时间内，拉力对物体的冲量为36 N·s D ．在t ＝6 s 的时刻，拉力F 的功率为200 W 解析：选D.类比速度—时间图象中位移的表示方法可知，速度变化量在加速度－时间图象中由图线与坐标轴所围面积表示，在0～6 s 内Δv ＝18 m/s ，v 0＝2 m/s ，则t ＝6 s 时的速度v ＝20 m/s ，A 项错； 由动能定理可知，0～6 s 内，合力做的功为W ＝12m v 2－1 2m v 20＝396 J ，B 项错；由动量定理可知，I F －F f ·t ＝m v －m v 0，代入已知条件解得I F ＝48 N·s ，C 项错；由牛顿第二定律可知，6 s 末F －F f ＝ma ，解得F ＝10 N ，所以拉力的功率P ＝F v ＝200 W ，D 项正确． 7．如图是“牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高．用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球．关于此实验，若不计空气阻力和碰撞中的能量损失，则下列说法中正确的是( ) A ．当把小球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，如图乙所示 B ．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度(如图丙所示)，同时由静止释放，经碰撞后，小球4、 5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的释放高度 C ．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度(如图丙所示)，同时由静止释放，经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同 D ．上述整个实验过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒 E ．上述整个实验过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量不守恒 解析：选ACE.由于相邻两球依次发生弹性碰撞，故选项A 、C 对，B 错；虽然在碰撞过程中，5个小球组成系统的机械能、动量均守恒，但在上述整个实验过程中(包括下摆和上摆)，系统机械能守恒，动量不守恒，故选项D 错，E 对． ☆8.质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子的正中间，如图所示．现给小物块一水平向右的初速度v ，小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，在整个过程中，系统损失的动能为( ) A.12m v 2 B.mM 2(m ＋M )v 2 C.1 2NμmgL D ．NμmgL 解析：选BD.由于水平面光滑，箱子和小物块组成的系统动量守恒，二者经多次碰撞后，保持相对 静止，易判断两物体最终速度相等设为u ，由动量守恒定律得m v ＝(m ＋M )u ，系统损失的动能为1 2 m v 2 －12(m ＋M )u 2＝12mM m ＋M v 2，B 正确；系统损失的动能等于克服摩擦力做的功，即ΔE k ＝－W f ＝NμmgL ，D 正确． 二、非选择题 9．(2013·高考江苏卷)如图所示，进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为80 kg 和100 kg ，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A 将B 向空间站方向轻推后，A 的速度变为0.2 m/s ，求此时B 的速度大小和方向． 解析：根据动量守恒定律，(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B v B ，代入数值解得v B ＝0.02 m/s ，离开空间站方向． 答案：0.02 m/s 离开空间站方向 10．(2014·高考天津卷)如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A ，质量m A ＝4 kg ，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计．可视为质点的物块B 置于A 的最右端，B 的质量m B ＝2 kg.现对A 施加一个水平向右的恒力F ＝10 N ，A 运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B 发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A 、B 粘合在一起，共同在F 的作用下继续运动，碰撞后经时间t ＝0.6 s ，二者的速度达到v t ＝2 m/s.求： (1)A 开始运动时加速度a 的大小； (2)A 、B 碰撞后瞬间的共同速度v 的大小； (3)A 的上表面长度l . 解析：(1)以A 为研究对象，由牛顿第二定律有 F ＝m A a ① 代入数据解得a ＝2.5 m/s 2.② (2)对A 、B 碰撞后共同运动t ＝0.6 s 的过程，由动量定理得 Ft ＝(m A ＋m B )v t －(m A ＋m B )v ③ 代入数据解得v ＝1 m/s.④ (3)设A 、B 发生碰撞前，A 的速度为v A ，对A 、B 发生碰撞的过程，由动量守恒定律有 m A v A ＝(m A ＋m B )v ⑤ A 从开始运动到与 B 发生碰撞前，由动能定理有 Fl ＝12 m A v 2A ⑥ 由④⑤⑥式，代入数据解得l ＝0.45 m. 答案：(1)2.5 m/s 2 (2)1 m/s (3)0.45 m ☆11.(2015·安徽安庆联考)如图所示，固定在水平地面上的横截面为“凵”形的光滑长直导轨槽，槽口向上(图为俯视图，图中两组平行双直线表示“凵”形槽的两侧壁)．槽内放置一个滑块，滑块的左半部是半径为R 的半圆柱形光滑凹槽，滑块的宽度为2R ，恰与“凵”形槽的两内侧壁的间距相等，滑块可在槽内沿槽壁自由滑动．现有一金属小球(可视为质点)以水平初速度v 0沿槽的一侧壁冲向滑块，从滑块的半圆形槽口边缘进入滑块凹槽．已知金属小球的质量为m ，滑块的质量为3m ，整个运动过程中无机械能损失．求： (1)当金属小球滑离滑块时，金属小球和滑块的速度各是多少； (2)当金属小球经过滑块上的半圆柱形槽的最右端A 点时，金属小球的对地速率． 解析：(1)设滑离时小球和滑块的速度分别为v 1和v 2，以水平向右为正方向， 由动量守恒有m v 0＝m v 1＋3m v 2， 又整个运动过程中无机械能损失： 12m v 20＝12m v 21＋1 2 ×3m v 22， 解得：v 1＝－v 02；v 2＝v 0 2 . (2)小球过A 点时沿轨道方向两者有共同速度v ，设小球对地速度为v ′，则由轨道方向动量守恒得 m v 0＝(m ＋3m )v ， 由机械能守恒定律得12m v 20＝12×3m v 2＋12 m v ′2 ， 解得：v ＝v 04和v ′＝13 4v 0 . 答案：(1)金属小球的速度是v 02，方向水平向左，滑块的速度是v 02，方向水平向右 (2)13 4v 0 12．(2014·高考新课标全国卷Ⅱ)现利用图甲所示的装置验证动量守恒定律．在图甲中，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． 实验测得滑块A 的质量m 1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m 2＝0.108 kg ，遮光片的宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率为f ＝50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰．碰后光电计时器显示的时间为Δt B ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图乙所示． 若实验允许的相对误差绝对值? ?? ???? ????碰撞前后总动量之差碰前总动量×100% 最大为5%，本实验是否在误差范 围内验证了动量守恒定律？写出运算过程． 解析：按定义，滑块运动的瞬时速度大小v ＝Δs Δt ① 式中Δs 为滑块在很短时间Δt 内走过的路程． 设纸带上打出相邻两点的时间间隔为Δt A ，则 Δt A ＝1 f ＝0.02 s ② Δt A 可视为很短． 设滑块A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v 0、v 1. 将②式和图给实验数据代入①式得v 0＝2.00 m/s ③ v 1＝0.970 m/s ④ 设滑块B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式有 v 2＝d Δt B ⑤ 代入题给实验数据得v 2＝2.86 m/s ⑥ 设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p 和p ′，则 p ＝m 1v 0 ⑦ p ′＝m 1v 1＋m 2v 2 ⑧ 两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 δp ＝|p －p ′p |×100% ⑨ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得 δp ＝1.7%<5% 因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律． 答案：见解析 高考物理实验 读数练习专题（1） ——游标卡尺 1、结构 2、读数方法 第一步：看游标尺总刻度确定精确定度（10分度、20分度、50分度的精确度见上表） 第二步：读出游标尺和主尺对齐的刻度．．．．．．．．．．．数． （n ）； 第三步：读出对齐处主尺读数（Xmm ）和游标尺读数(n ×0.9或0.95或0.98mm)。 0.9或0.95或 [读数经验之谈] （1）看清游标的精确度； （2）游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读。计算出来的“0”也不能舍去。 读数练习【练习1】读出下列游标卡尺测量的读数； ⑴ ⑵ ⑶ 【练习2】有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm 游标卡尺读数练习 3 4 cm 678 20 cm 0 12345 6 0123456789 cm 高考物理实验 读数练习专题（2）——螺旋测微器 读数公式：测量值=固定刻度值+固定刻度的中心水平线与可动刻度对齐的位置的读数×0.01mm [经验之谈]： （1）看半刻度是否漏出，固定刻度上的刻度值是以mm 为单位； （2）可动刻度要估读,小数点后应保留三位有效数字。 如右图读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余 部分（因为是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位），再把两部分读数相 加，得测量值。右图中的读数应该是6.702mm 。 测量值=6.5＋20.3×0.01mm ＝6.703mm （6.702mm ～6.704mm 均正确） 例1、 ⑴ ⑵ 练习1、 e f g h i 读数 mm 读数 mm 读数 mm 练习3、用螺旋测微器测量某一物体厚度时，示数如图甲所示，读数是______mm 。 用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时，示数如图乙所示，则读数分别为_______ mm 练习4、 （1）用螺旋测微器测一金属丝的直径，示数如图所示．由图可读出金属丝的直径为 mm ． （2）现用游标为50分度的卡尺的 （填图中的A 或B ）测脚，测定某圆筒的内径，卡尺上的示数如图，可读出圆筒的内径为 mm ． 高考试题回顾 1． 某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l ，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d ，示数如图。由图可读出 l = d = 示数 ______ 验证动量守恒定律 由于v 1、v1/、v2/均为水平方向，且它们的竖直下落高 度都相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单 位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。 在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证： m1?OP=m1?OM+m2?(O/N-2r）即可。 注意事项： ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。 ⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的平均位置。 ⑶所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、 ⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为：m1?OP=m1?OM+m2?ON，两个小球的直径也不需测量 实验练习题 1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前m 端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图，并测得各计数点间距标在间上，A为运动起始的第一点，则应选____________段起计算A的碰前速度，应选___________段来计算A 和B碰后的共同速度。（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）。已测得小l车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前总动量=__________kg·m/s. 碰后总动量=_______kg·m/s 2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置。且平行于G.R.Or所在的平面，米尺的零点与O 点对齐。 （1）碰撞后B球的水平射程应取为______cm. （2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： · 验证动量守恒定律由于v 1、v1/、v2/均为水平方向，且它们的竖直下落高 度都相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证： m 1OP=m 1 OM+m 2 (O/N-2r）即可。 注意事项： ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。 ⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈 在里面，圆心就是落点的平均位置。 ⑶所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。 ⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为： m 1OP=m 1 OM+m 2 ON，两个小球的直径也不需测量 《 实验练习题 1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前m 端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图，并测得各计数点间距标在间上，A为运动起始的第一点，则应选____________段起计算A的碰前速度，应选___________段来计算A 和B碰后的共同速度。（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）。已测得 小l车A的质量m 1=0.40kg，小车B的质量m 2 =0.20kg，由以上测量结果可得：碰 前总动量=__________kg·m/s. 碰后总动量=_______kg·m/s 2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G 物理一轮复习学案 第六周（10.8—10.14）第四课时 验证动量守恒定律实验 【考纲解读】 1.会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小. 2.验证在系统不受外力的作用下，系统内物体相互作用时总动量守恒． 【重点难点】 验证动量守恒定律 【知识结构】 一、验证动量守恒定律实验方案 1．方案一 实验器材：滑块（带遮光片，2个）、游标卡尺、气垫导轨、光电门、天平、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 实验情境：弹性碰撞（弹簧片、弹性碰撞架）；完全非弹性碰撞（撞针、橡皮泥）。 2．方案二 实验器材：带细线的摆球（摆球相同，两套）、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。实验情境：弹性碰撞，等质量两球对心正碰发生速度交换。 3．方案三 实验器材：小车（2个）、长木板（含垫木）、打点计时器、纸带、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等。 实验情境：完全非弹性碰撞（撞针、橡皮泥）。 4．方案四 实验器材：小球（2个）、斜槽、天平、重垂线、复写纸、白纸、刻度尺等。 实验情境：一般碰撞或近似的弹性碰撞。 5．不同方案的主要区别在于测速度的方法不同：①光电门（或速度传感器）；②测摆角（机械能守恒）；③打点计时器和纸带；④平抛法。还可用频闪法得到等时间间隔的物体位置，从而分析速度。 二、验证动量守恒定律实验（方案四）注意事项 1．入射球质量m1应大于被碰球质量m2。否则入射球撞击被碰球后会被弹回。 2．入射球和被碰球应半径相等，或可通过调节放被碰球的立柱高度使碰撞时球心等高。否则两球的碰撞位置不在球心所在的水平线上，碰后瞬间的速度不水平。 3．斜槽末端的切线应水平。否则小球不能水平射出斜槽做平抛运动。 4．入射球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。否则入射球撞击被碰球的速度不相等。5．落点位置确定：围绕10次落点画一个最小的圆将有效落点围在里面，圆心即所求落点。6．水平射程：被碰球放在斜槽末端，则从斜槽末端由重垂线确定水平射程的起点，到落地点的距离为水平射程。 实验09用牛顿环测曲率半径 光的干涉现象证实了光在传播过程中具有波动性。光的干涉现象在工程技术和科学研究方面有着广 泛的应用。获得相干光的方法有两种：分波阵面法（例如杨氏双缝干涉、菲涅尔双棱镜干涉等）和 分振幅法（例如牛顿环等厚干涉、迈克尔逊干涉仪干涉等）。本实验主要研究光的等厚干涉中的两个典型 干涉现象，即牛顿环和劈尖干涉，它们都是用分振幅方法产生的干涉，其特点是同一条干涉条纹 处两反射面间的厚度相等，故牛顿环和劈尖都属于等厚干涉。在实际工作中，通常利用牛顿环来测量 光波波长，检查光学元件表面的光洁度、平整度和加工精度，利用劈尖来测量微小长度、薄膜的厚度 和固体的热膨胀系数等。 【实验目的】 1.观察光的干涉现象及其特点。 2.学习使用读数显微镜。 3.利用牛顿环干涉测量平凸透镜的曲率半径R 。入射光 4.利用劈尖干涉测量微小厚度。 【仪器用具】 R 读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置、劈尖 r K d K 【实验原理】O (a) 1.牛顿环 牛顿环干涉现象是 1675 年牛顿在制作天文望远镜时，偶 然地将一个望远镜的物镜放在平面玻璃上而发现的。 如图 8-1 所示，将一个曲率半径为R（R很大）的平凸 透镜的凸面放在一块平面玻璃板上，即组成了一个牛 顿环装置。在透镜的凸面与平面玻璃板上表面间，构成了 一个空气薄层，其厚度从中心触点O （该处厚度为零） 向外逐渐增加，在以中心触点O 为圆心的任一圆周上的各点，薄空气层的厚度都相等。因此，当波长为的单色 光垂直入射时，经空气薄层上、下表面反射的两束相干光 形成的干涉图象应是中心为暗斑的宽窄不等的明暗相间 的同心圆环。此圆环即被称之为牛顿环。由于这种干涉条 纹的特点是在空气薄层同一厚度处形成同一级干涉条纹，因 此牛顿环干涉属于等厚干涉。 D 1 X (左)X(右 ) 11 D 4 X 4(左)X 4(右 ) (b) 图8-1 牛顿环的产生 设距离中心触点O 半径为 r K的圆周上某处，对应的空气薄层厚度为 d K，则由空气薄层上、下表面反射的两束相干光的光程差为 K 2d K 2 （ 8-1） 高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案 【学习目标】 1．知道动量与冲量的概念,理解动量定理与动量守恒定律． 2．会用动量定理与动量守恒定律解决实际应用问题． 3．明确探究碰撞中的不变量的基本思路． 【要点导学】 1．冲量与动量的概念理解． 2．运用动量定理研究对象与过程的选择． 3．动量守恒定律的适用条件、表达式及解题步骤． 4．弹性碰撞和非弹性碰撞 （1）弹性碰撞：___________________________________ （2）非弹性碰撞：____________________________________ （3）在光滑水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1与质量为m 2的静止小球发生弹性正碰,根据动量 守恒和机械能守恒,碰后两个小球的速度分别为： v 1’=_____________v 2’=_____________。 【典型例题】 类型一 冲量与动量定理 【例1】质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间1t 到达沙坑表面,又经过时间2t 停在沙坑里。 求： （1）沙对小球的平均阻力F ； （2）小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 的大小． 类型二 动量守恒定律及守恒条件判断 【例2】 把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、 弹、 车,下列说法正确的是（ ） A ．枪和弹组成的系统,动量守恒 B ．枪和车组成的系统,动量守恒 C ．三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系 统动量近似守恒 D ．三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合 力为零 【变式训练1】如图A 、B 两物体的质量之比m A ∶m B ＝3∶2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有 一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间的滚动摩擦系数相同,地面光滑,当弹簧突然释放后, 则（ ） A ．A 、B 组成的系统动量守恒 B ．A 、B 、 C 组成的系统动量守恒 C ．小车向左运动 D ．小车向右运动 类型三 动量守恒与能量守恒的综合应用 【例3】在静止的湖面上有一质量为M=100kg 的小船,船上站一个质量为m=50kg 的人。船长6米, A B C 实验验证动量守恒定律 1．图1是“验证碰撞中的动量守恒”实验的实验装置．让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下，与静止在支柱上质量为m 2的小球发生对心碰撞，则 图1 图2 (1)两小球的质量关系必须满足________． A．m1＝m2B．m1＞m2 C．m1＜m2D．没有限制 (2)实验必须满足的条件是________． A．轨道末端的切线必须是水平的 B．斜槽轨道必须是光滑的 C．入射小球m1每次都必须从同一高度由静止释放 D．入射小球m1和被碰小球m2的球心在碰撞的瞬间可以不在同一高度上 (3)若采用图1装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________． A．直尺B．游标卡尺C．天平D．弹簧秤E．秒表 (4)在实验装置中，若用游标卡尺测得小球的直径如图2，则读数为_______cm. 解析：(1)在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，为防止被碰球碰后反弹，入射球的质量必须(远)大于被碰球的质量，因此B正确，A、C、D错误．故选B. (2)要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故A正确；“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故B错误；要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；要保证碰撞后都做平抛运动，两球要发生正碰，碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心应在同一水平高度，两球心的连线应与轨道末端的切线平行，因此两球半径应该相同，故D错误．故选AC. (3)小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相等，m1v1＝m1v1′＋m2v2′，两边同时乘以时间t，则有：m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t，m1OP＝m1OM＋m2(ON－2r)，则实验需要测出：小球的质量、小球的水平位置、小球的半径，故需要用到的仪器有：天平，直尺和游标卡尺；故选，ABC. 临沂商城实验学校九年级物理组 学校： ___________姓名： 临沂市 2016 ___________ 实验名称： 年实验操作考试 考号： ___________ 探究凸透镜成像 桌号：___________ 一、提出问题 凸透镜既能成正立放大的像（如图 1），也能成倒立放大的像( 如图 2) 。 在灯泡和墙壁间移动凸透镜，可在墙上得到放大、缩小或等大的灯丝像， 也可能在墙上看不见像。那么凸透镜成像与什么因素有关呢？ 二、猜想与假设图 1图 2 在焦距一定时，凸透镜成像与物距有关 三、实验方案凸透镜 1. 写出实验步骤烛光屏 ⑴. 按照图 3 将器材安装在光具座上，点燃蜡烛， 使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上。 ⑵ . 将蜡烛分别放在距离透镜，大于2f 、等于 2f 、大 于 2f, 等于 f, 以及小于 f 处。 ⑶ . 观察成像情况以及物距、相距，并记录，填入表格。光具座图3 于f小 2. 实验器材 _光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴_____________________ 3.设计表格记录数据： （凸透镜焦距 f= 10cm） 实验次数像的大小像的正倒像的虚实物距 /cm像距 v /cm u 1缩小倒立实像3015 2等大倒立实像2020 3放大倒立实像1530 4∕∕∕10∕ 5放大正立虚像8∕四、实验操作 在进行实验的同时，将实验数据填入表格中。 五、分析得出结论 ⑴ . 当物距大于 ⑵ . 当物距等于2 倍焦距时，在凸透镜的另一侧得到一个 2 倍焦距时，在凸透镜的另一侧得到一个 _倒立 __、 ___缩小 _____的 ___实 ___像。___倒 立 _____、 ____等大 ____的 ____实 __ 像。 ⑶当烛焰在 2 倍焦距和焦距之间时，在凸透镜的另一侧得到一个___倒立 ____ 、 ___放大 ___的 _____实像 _像。 ⑷ . 当物距小于焦距时，从光屏这一侧透过凸透镜可以观察到烛焰的像，这个像是____正立____、____放大 __的__虚 _像。 六、评估 你的假设是否与实验结论一致？实验步骤是否合理？操作是否规范?结论是否可靠？ 一致、合理、规范、可靠。 学校： ___________姓名： 临沂市 2016 ___________ 年实验操作考试 考号： ___________桌号：___________ 实验名称：探究并联电路的干路和支路电流间有什么关系 一、提出问题 电路连接的基本方式是串联和并联，在串联电路中各处的电流都相等，那么并联电路干路和支路电流间有什么关系呢？ 复习：《实验：验证动量守恒定律》教学设计 一、教学目标： 【知识与技能】 1、明确验证动量守恒定律的基本思路； 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法； 3、掌握实验数据处理的方法； 【过程与方法】 1、学习根据实验要求，设计实验，完成气垫导轨实验和斜槽小球碰撞实验的设计方法； 2、学习根据实验数据进行处理、归纳、总结的方法。 【情感态度与价值观】 1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。 2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。 3、在对实验数据处理、误差处理的过程中合作探究、头脑风暴，提高学生合作探究能力。 4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。 【教学重难点】 教学重点：验证动量守恒定律的实验探究 教学难点：速度的测量方法、实验数据的处理． 【教学过程】 （一）复习导入：问题1、动量守恒定律的内容是什么？ 2、动量守恒的条件是什么？ （二）讲授新课 实验方案一：气垫导轨以为碰撞实验 1、实验器材 气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等. 2、实验步骤 （1）测质量：用天平测出滑块的质量. （2）安装：正确安装好气垫导轨. （3）实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向③通过放置橡皮泥、振针、胶布等改变能量损失). （4）验证：一维碰撞中的动量守恒. （5）数据处理 1.滑块速度的测量：v ＝Δx Δt ，式中Δx 为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间. 2.验证的表达式：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v′1＋m 2v′2。 （6）注意事项 气垫导轨应水平 [典例1] 现利用图(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. 实验测得滑块A 的质量m1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m2＝0.108 kg ，遮光片的 宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. 实验测得滑块A 的质量m1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m2＝0.108 kg ，遮光片的 宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. (b) 若实验允许的相对误差绝对值× 100%最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒 利用复摆测量重力加速度 【实验目的】 (1)根据复摆的物理特性测量重力加速度; (2)利用拟和方法处理实验数据; (3)练习测量不确定度的评定。 【仪器用具】 复摆,光电计时器,游标卡尺等。 【实验原理】 在测量重力加速度的方法中，有一类利用了摆的性质：小振动周期的平方与成反比（由量纲分析即可得到此结论）。对于大家熟悉的单摆，由于摆球并不是理想的质点，摆线也有一定的质量，导致等效的摆长很难精确测定，严重制约了的测量精度（因为周期测量可以达到很高的精度)。我们这次实验使用的复摆就是为了克服这个困难而设计的专用于重力加速度测量的仪器。 所谓的复摆就是一个刚体摆。在重力作用下，刚体绕固定水平转轴在竖直平面内摆动(见图1)。设复摆的质量为m，其重心G到转轴O的距离为h，从重心到转轴的垂线OG与铅垂线的夹角为，则重力对复摆产生的恢复力矩为 图1 复摆示意图 根据刚体定轴转动定理，复摆的角加速度 其中I为刚体相对O轴的转动惯量，为刚体相对其重心的转动惯量，这里用到了转动惯量的平行轴定理：。 当摆角很小的时候, 上式简化为 这是简谐运动的方程。由此可知，与单摆一样，复摆在平衡位置附近的小振动是周期为 的简谐振动。注意 不是 的单调函数：当 趋于零或无穷大时，周期都趋于无穷大（见图2）。 图2 复摆 曲线（A,C 为一对共轭点） 在实验中，我们可以改变转动轴O 轴（即悬点）的位置。悬点始终在经过复摆重心G 的一条直线（即复摆摆杆的中心线）上。通过改变悬点而改变 ，测量不同 对应的周期 ，用理论公式对测量结果进行拟合，就可以得到 了。 除了上述的曲线拟合方法，这里再介绍一种只需要测量两个点的方法，这也是利用复摆测量重力加速度的传统方法。如图2所示，我们选择的两个悬点O 1和O 2分处重心的两侧，它们到重心的距离分别为 ，振动周期分别为 和 ，根据周期公式有 如果O 1、O 2满足 但 ，则称它们互为共轭点。对于共轭点的情况，上式右边第二项为零，只需要测量两个悬点的距离 就可以计算 了。由于不需要确定重心的实际位置（这一步的精度远比测量两个悬点的距离要低），共轭点法测量重力加速度可以达到很高的精度。注意，即便O 1、O 2不是一对精确的共轭点，只要 和 相差做够小（比如 （1）若已得到打点纸带如图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上， A 点是运动起 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（以上两格填“ AB '或“ BC"或“CD"或"DE ”）. A B C D E = U ------ r J-f * ... 小 1 8,40c m 1 2 10.50cm 1 9.08cm 1 6.95cm r } （2）已测得小车 A 的质量 m 仁0. 40kg ，小车B 的质量 m2=0 . 20kg ，由以上测量结 果可得：碰前 mAv++mBv= ____________________ k g ?m /s ；碰后 mAvA ,+mBvB= ___________ k g ?m /s .并 比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等 2.某同学用所示装置通过半径相同的 a. b 两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验 时先使a 球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下， 落到位于水平地面的记录纸 上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把b 球放在水平槽上 靠近槽末端的地方，让a 球仍从同一位置由静止开始滚下， 记录纸上的垂直投影 点。b 球落点痕迹如图所示，其中米尺水平放置。 I | I r 11 | H 111 30 (cm) 1 碰撞后b 球的水平射程应取为 ________ cm. 2 在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： ____________ （填选项 号） A. 水平槽上未放b 球时，测量a 球落点位置到O 点的距离 B. a 球与b 球碰撞后，测量a 球落点位置到O 点的距离 C. 测量a 球或b 球的直径 D. 测量a 球和b 球的质量（或两球质量之比） E. 测量地面相对于水平槽面的高度 3）设入射球a 、被碰球b 的质量分别为m 1、m 2,半径分别为门、r 2，为了减 小实验误差，下列说法正确的是（ ） 验证动量守恒定律 1.某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验： 在小车A 的前端 粘有橡皮泥，推动小车 A 使之做匀速运动?然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成 一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示?在小车 A 后连着纸带，电磁打点计 时器电源频率为50Hz ,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力. 2016·北京卷(物理) 21．J9E5[2016·北京卷] (1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图1-为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏感”或“不敏感”)． 图1- (2)利用图1-装置做“验证机械能守恒定律”实验． ①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________． A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 ②除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________． A．交流电源B．刻度尺 C．天平(含砝码) 图1- ③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图1-所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、 B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h A、h B、h C. 已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE p＝________，动能变化量ΔE k＝________． 图1- ④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________． A．利用公式v＝gt计算重物速度 B．利用公式v＝2gh计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 ⑤某同学用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O 的距离h ，计算对应计数点的重物速度v ，描绘v 2-h 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断依据是否正确． 21．[答案] (1)增强 敏感 (2)①A ②AB ③－mgh B 12m ??? ?h C －h A 2T 2 ④C ⑤该同学的判断依据不正确．在重物下落h 的过程中，若阻力f 恒定，有mgh －fh ＝1 2m v 2－0解得v 2 ＝2????g －f m h .由此可知，v 2-h 图像就是过原点的一条直线．要想通过v 2-h 图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g [解析] (1)由题目图像可知，随温度升高热敏电阻的阻值明显减小，所以导电能力增强．又由图像可知，随温度变化，热敏电阻的电阻变化更明显，所以更加敏感． (2)①由机械能守恒定律可知，动能的减少量和重力势能的增加量相等，选项A 正确． ②需要用低压交流电源接电磁打点计时器，需要用刻度尺测量纸带上点迹间距离．选择A 、B. ③ΔE p ＝－mgh B ， ΔE k ＝12m v 2B 由匀变速直线运动规律可知，v B ＝h C －h A 2T 代入可得，ΔE k ＝12m ??? ?h C －h A 2T 2 . ④由于空气阻力和摩擦阻力的影响，有一部分重力势能会转化为热能．选项C 正确． 2016·江苏卷(物理) 10．J10[2016·江苏卷] 小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R 随温度t 的变化关系．已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω，R 随t 的升高而增大．实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度． 实验时闭合S ，先将开关K 与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t 1，t 2，…和电流表的相应示数I 1，I 2，….然后将开关K 与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I 1，I 2，…，分别记下电阻箱相应的示数R 1，R 2，…. 图1- (1)有以下两种电流表，实验电路中应选用________． A ．量程0～100 mA ，内阻约2 Ω B ．量程0～0.6 A ，内阻可忽略 动量守恒实验 1.某物理兴趣小组利用如图1所示的装置进行实验．在足够大的水平平台上的A点放 置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g．采用的实验步骤如下： ①在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片； ②用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量m a、m b； ③在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上； ④细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动； ⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t； ⑥滑块a最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出AC之间的距离S a； ⑦小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面 的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离S b； ⑧改变弹簧压缩量，进行多次测量． （1）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证______ = ______ 即可．（用上述实验数据字母表示） （2）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到S a与的关系图象如图2所 示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为 ______ ．（用上述实验数据字母表示） 2.如图，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分 碰撞前后的动量关系． ①试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量______ （填选项前的序号）来间接地解决这个问题 A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程 ②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜 轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复．椐图可得两小球质量的关系为______ ，接下来要完成的必要步骤是______ （填选项的符号） A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放高度h C．测量抛出点距地面的高度h D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM，ON ③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______ 用②中测量的量表示） 若碰撞是弹性碰撞．那么还应满足的表达式为______ （用②中测量的量表示）． 3.如图所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器。 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑 块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。 验证动量守恒定律 一、目的：验证两小球碰撞中的动量守恒 二、器材 斜槽，两个大小相同而质量不等的小球，天平，刻度尺、重锤线、白纸、复写纸、圆规、游标卡尺 三、原理 大小相同，质量为m1和m2的两个小球相碰，若碰前m1运动，m2静止，根据系统动量守恒定律有：m1v1=m1v1′+m2v2′。 因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，则小球的水平飞行距离跟做平抛运动的初速度成正比。所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入公式就可以验证动量守恒定律。 由于v1、v1′、v2′均为水平方向，且它们的竖直下落高度都相等，所以它们飞行时间也相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在图中分别用OP、OM和O′N表示。因此只需验证：m1OP=m1OM+m2(ON-2r）即可。 四、步骤 1．在桌边固定斜槽（如图实8-1），使它的末端切线水平，并在它的末端挂上重锤线。在桌边的地板上铺上记录纸来记录小球的落地点，在纸上记下重锤线所指位置O点。 2．用天平测出入射球质量m1和被碰球质量m2。 3．用游标卡尺测出两球直径d（两球直径应相等），在纸上标出O′点，OO′=d。 4．不放被碰球m2，让m1从斜槽顶点A自由滚下，重复若干次记下落地点平均位置P。 5．把被碰球m2放在斜槽末端支柱上（如图实8-2），使两球处于同一高度，让m1从A点自由滚下与m2相碰，重复若干次，分别记下m1、m2落地点的平均位置M、N。 6．用刻度尺分别测出OP，OM，O′N，验证：是否成立。 五、数据记录及处理（略） 六、注意事项 1．入射球质量m1应大于被碰球质量m2。 2．两球发生正碰，碰后均做平抛运动，这要求通过调整支柱使两球等高。 3．入射球每一次都从同一高度无初速度释放。 4．在实验中，至少重复10次，用尽可能小的圆把各小球的落点分别圈在里面，以确定小球落点的平均位置，其目的是为了减小实验误差。思考与注意： （1）小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系?为什么? ma> mb，保证碰后两球都向前方运动； （2）放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如果不是同时落地,对 1.4 实验：验证动量守恒定律 一、实验目的 1．掌握动量守恒定律适用范围。2．会用实验验证动量守恒定律。 二、实验原理 1.碰撞中的特殊情况——一维碰撞 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条直线运动． 2.两个物体在发生碰撞时，作用时间很短。根据动量定理，它们的相互作用力很大。如果把这两个物体看作一个系统，那么，虽然物体还受到重力、支持力、摩擦力、空气阻力等外力的作用，但是这些力与系统内两物体的相互作用力相比很小，在可以忽略这些外力的情况下，使系统所受外力的矢量和近似为0，因此，碰撞满足动量守恒定律的条件。 3.物理量的测量 需要测量物体的质量，以及两个物体发生碰撞前后各自的速度。物体的质量可用天平直接测量。速度的测量可以有不同的方式，根据所选择的具体实验方案来确定。 三、实验方案设计 方案一：用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞，实验装置如图所示： (1)质量的测量：用天平测量质量． (2)速度的测量：利用公式v ＝Δx Δt ，式中Δx 为滑块(挡光片)的宽度，Δt 为计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门时对应的时间． (3)利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量． (4)碰撞的实现：两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥． 实验器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧、细线、弹性 碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等． 实验过程： （1）测质量：用天平测出小车的质量m 1、m 2。 （2）安装：正确安装好光电计时器和滑轨。 （3）实验：接通电源，让质量小的小车在两个光电门之间，给质量大的小车一个初速度去碰撞质量小的小车，利用配套的光电计时器测出两个小车各种情况下碰撞前后的速度v 1、v 1′、v 2′。 本实验可以研究以下几种情况。 a.选取两个质量不同的滑块，在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架，滑块碰撞后随即分开。 b.在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动。 如果在两个滑块的碰撞端分别贴上尼龙拉扣，碰撞时它们也会连成一体。 c.原来连在一起的两个物体，由于相互之间具有排斥的力而分开，这也可视为一种碰撞。这种情况可以通 过下面的方式实现:在两个滑块间放置轻质弹簧，挤压两个滑块使弹簧压缩，并用一根细线将两个滑块固定。烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动。 大学物理实验讲义 普通物理教研室编 班级： 学号： 姓名： 学生实验守则 1、进实验室前，必须根据每个实验的预习要求，阅读有关资料。 2、按时进入实验室，保持安静和整洁，独立完成实验。 3、实验开始前，应仔细检查仪器、设备是否齐备和完好。若有不全或损坏情况，应及时报告指导教师。 4、爱护公物，正确使用实验仪器和设备，不得随意动用与本实验无关的仪器和设备。 5、接线完毕，先自行检查，再请指导教师检查，确认无误后，方可接通电源。 6、在实验过程中必须服从教师指导，严格遵守操作规程，精力高度集中，操作认真，要有严格的科学态度。 7、实验进行中，严禁用手触摸线路中带电部分，严禁在未切断电源的情况下改接线路；若有分工合作的情况，必须要分工明确，责任分明，操作要有序，以确保人身安全和设备安全。 8、实验中若出现事故或发现异常情况，应立即关断电源，报告指导教师，共同分析事故原因。 9、实验完毕，应报请指导教师检查实验报告，认为达到要求后，方可切断电源。并整理好实验装置，经指导教师检查后才能离开实验室。 目录 序言 (1) 绪论 (2) 测量误差与实验数据处理基础知识 (4) 实验一长度的测量 (15) 实验二牛顿第二定律的验证 (20) 实验三固体和液体密度的测量 (23) 实验四测量比热容 (25) 4-1 混合法测固体比热容 (25) 4-2 冷却法测液体比热容 (26) 实验五测量冰的熔解热 (28) 实验六测量线胀系数 (30) 实验七万用电表的使用 (32) 实验八磁场的描绘 (36) 实验九惠斯登电桥测中值电阻 (40) 实验十伏安法测电阻 (43) 实验十一电位差计测电池的电动势和内阻 (45) 实验十二示波器的使用 (48) 实验十三静电场的描绘 (52) 实验十四测量薄透镜焦距 (55) 实验十五等厚干涉现象的研究 (58) 【参考文献】 (60) 实验1 动量守恒定律的研究 ――气垫导轨实验（一） 气垫技术是20世纪60年代发展起来的一种新技术，这一新技术克服了物体与运动表面之间的摩擦阻力，减少了磨损，延长了仪器寿命，提高了机械效率。因此，在机械、电子、纺织、运输等领域中得到了广泛的应用，如激光全息实验台、气垫船、空气轴承、气垫输送带等。 气垫导轨（Air track ）是采用气垫技术的一种阻力极小的力学实验装置。利用气源将压缩空气打入导轨腔内，再由导轨表面上的小孔喷出气流，在导轨与滑行器（滑块）之间形成很薄的空气薄膜，浮起滑块，使滑块可以在导轨上作近似无阻力的直线运动，为力学实验创造了较为理想的测量条件。在力学实验中，利用气垫导轨可以观察和研究在近似无阻力情况下物体的各种运动规律，极大地减少了由于摩擦力的存在而出现的较大误差，大大提高了实验的精确度。利用气垫导轨和光电计时系统，许多力学实验可以进行准确的定量分析和研究，使实验结果接近理论值，实验现象更加真实、直观。如速度和加速度的测量，重力加速度的测定，牛顿运动定律的验证，动量守恒定律的研究，谐振运动的研究，等等。 动量守恒定律是自然界的一个普遍规律，不仅适用于宏观物体，也适用于微观粒子，在科学研究和生产技术方面都被广泛应用。本实验通过两个滑块在水平气垫导轨上的完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞过程来研究动量守恒定律。 【实验目的】 1．了解气垫导轨的基本构造和功能，熟悉气垫导轨的调节和使用方法。 2．了解光电计时系统的基本组成和原理，掌握电脑通用计数器的使用方法。 3．用观察法研究完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点。 4．验证动量守恒定律，学会判断实验是否能够验证理论的基本方法。 【实验原理】 1．碰撞与动量守恒定律 如果某一力学系统不受外力，或外力的矢量和为零，则系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。 在一直线上运动的两个物体，质量分别为1m 和2m ，在水平方向不受外力的情况下发生碰撞，碰撞前的运动速度为10v 和20v ，碰撞后的运动速度为1v 和2v ，则由动量守恒定律可得 2211202101v m v m v m v m +=+ （1） 实验中利用气垫导轨上两个滑块的碰撞来研究动量守恒定律。 2．完全弹性碰撞 完全弹性碰撞的特点是碰撞前后系统的动量守恒，机械能也守恒。如图1所示，如果在两个滑 高中物理实验 验证动量守恒定律 实验练习题 1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前m 端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图，并j测得各计数点间距标在间上，A为运动起始的第一点，则应选____________段起计算A的碰前速度，应选___________段来计算A和B碰后的共同速度。（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）。已测得小l车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前总动量=__________kg·m/s. 碰后总动量=_______kg·m/s 2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示，其中米 尺水平放置。且平行于G.R.Or所在的平面，米尺的零点与O 点对齐。 （1）碰撞后B球的水平射程应取为______cm. （2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： _________（填选项号） A. 水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的 B. A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离 C. 测量A球a或B球的直径 D. 测量A球和B球的质量（或两球质量之比） E. 测量G点相对于水平槽面的高度 3. 用如图所示的装置验证动量守恒，图中A、B两球的直径均为d，质量分别是为m1和m2. ①实验中所必需的测量工具是_______________ ②A球为入射球，B球为被碰球，两球质量的关系是m1___m2。 ③根据题中给出的数据和图中点间距离，动量守恒要验证的关系 式是______________。2016届高中物理实验读数练习全面总结
经典验证动量守恒定律实验练习题(附答案)
经典验证动量守恒定律实验练习题(附答案)
验证动量守恒定律实验
大学物理实验讲义实验牛顿环.docx
高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案
2018_2019学年高中物理第一章碰撞与动量守恒实验验证动量守恒定律分层训练粤教版选修3_5201
2016年临沂市初中物理实验操作考试fu答案
高中物理_复习：《验证动量守恒定律实验》教学设计学情分析教材分析课后反思
大学物理实验 复摆实验讲义
验证动量守恒定律练习题(附答案)
2016年高考物理实验word解析版
动量守恒实验
验证动量守恒定律
1.4 实验：验证动量守恒定律
大学物理实验讲义Word版
实验1 动量守恒定律的研究
实验,验证动量守恒定律
相关主题
文本预览