【试题情境】
以气垫导轨上物块与滑板的运动为背景“验证动量守恒定律”,借助光电门测量速度,研究物块与滑板在相互作用过程中动量守恒的规律。属于学习探究问题情境。
【核心价值】
德育功能:通过典型的板块模型研究系统动量守恒规律,体验科学探究,感悟科学源于生活的科学观念。
智育功能:通过研究物块滑板相对运动过程的动量守恒,培养科学探究能力。
【必备知识】
一级考点:弹性碰撞和非弹性碰撞。
二级考点:速度、动量、动量守恒定律。
【关键能力】
理解能力、模型建构能力、推理论证能力。
【学科素养】
物理观念:物质观、运动观与相互作用观,理解无外力作用时动量守恒规律。
科学思维:通过对板块系统的动量分析,推理判断系统动量总量是否守恒。
【考核目标】
本题主要考查物理学科核心素养中物理观念运动观与相互作用观、科学思维的逻辑推理;要求学生能利用板、块运动的分析系统动量变化情况,判断动量是否守恒,研究动量守恒规律。
【经典赏析】
1.(2025·广东·真题)请完成下列实验操作和计算。
(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图所示,读数_________mm。
(2)实验小组利用小车碰撞实验测量吸能材料的性能,装置如图所示,图中轨道由轨道甲和乙平滑拼接而成,且轨道乙倾角较大。
①选取相同的两辆小车,分别安装宽度为1.00 cm的遮光条。
②轨道调节。
调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高。将小车在轨道乙上释放,若测得小车通过光电门A和B的_________。证明已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力。
③碰撞测试
先将小车1静置于光电门A和B中间,再将小车2在M点由静止释放,测得小车2通过光电门A的时间为t2,碰撞后小车1通过光电门B的时间为t1。若t2_________t1,可将两小车的碰撞视为弹性碰撞。
④吸能材料性能测试。
将吸能材料紧贴于小车2的前端。重复步骤③。测得小车2通过光电门A的时间为10.00 ms,两车碰撞后,依次测得小车1和2通过光电门B的时间分别为15.00 ms、30.00 ms,不计吸能材料的质量,计算可得碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为_________(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)8.260/8.261/8.259(2) 时间相等 = 0.56
3.(2024·山东·真题)在第四次“天宫课堂”中,航天员演示了动量守恒实验。受此启发,某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验,气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器,a测量滑块A与它的距离xA,b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下:
①测量两个滑块的质量,分别为200.0g和400.0g;
②接通气源,调整气垫导轨水平;
③拨动两滑块,使A、B均向右运动;
④导出传感器记录的数据,绘制xA、xB随时间变化的图像,分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题:
(1)从图像可知两滑块在t=_________s时发生碰撞;
(2)滑块B碰撞前的速度大小v=_____________ m/s (保留2位有效数字);
(3)通过分析,得出质量为200.0g的滑块是________(填“A”或“B”)。
【答案】(1)1.0(2)0.20(3)B
本题【解题思路】参考以下老师的试题详解
王大舟 魏勇 龙世春 罗艳 龚静
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