高考物理一轮复习考点解析学案：实验验证动量守恒定律(含解析)

合集下载

2025年高考物理一轮总复习(提升版)实验八验证动量守恒定律

差可能的原因：
。
高中总复习·物理(提升版)
三步稳解题
（1）分析实验目的：验证对心碰撞过程中的动量守恒定律。
（2）确定实验原理：碰撞后瞬间甲和乙的合动量如果与碰撞前瞬间
甲的动量相等，则甲、乙碰撞过程中动量是守恒的。
（3）制定数据处理方案：本实验没有直接测量碰撞前后硬币的速
度，而是测量出了硬币的滑动距离，通过动能定理表示出速
度，验证是否满足m1v0＝m1v1＋m2v2。
答案：（1）一元
意一条即可）
（2） 20
2
（3）
1
（4）见解析（任
高中总复习·物理(提升版)
解析：（1）要使两硬币碰后都向右运动，硬币甲的质量应大于
硬币乙的质量，由于一元硬币的质量大于一角硬币的质量，所
以甲选用的是一元硬币。
（2）设碰撞前甲到O点时速度的大小为v0，甲从O点到停止处P
m1 0 ＝m1 1 ＋m2 2 ，整理得
0 − 1
2
＝。
2
1
高中总复习·物理(提升版)
（4）碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不
是1的原因：①可能两个硬币厚度不同，两硬币重心连线与水平
面不平行；②两硬币碰撞内力不远大于外力，动量只是近似守
恒，即如果摩擦力非常大，动量只是近似守恒。
点的过程中只有摩擦力做功，由动能定理得－μm1gs0＝0－
1
m10 2 ，解得v0＝
2
20 。
20 ，即甲碰撞前到O点时速度的大小为
高中总复习·物理(提升版)
（3）若甲、乙碰撞过程中满足动量守恒，设甲碰撞后速度的大
小为v1，甲从O点运动到停止处M点的过程中只有摩擦力做功，
1

2019年高考物理一轮复习专题07验证动量守恒定律解析版

验证动量守恒定律【纲要导引】验证动量守恒定律属于选修3-5的考察实验，17年前新课标不作为重点学习内容，18年新课标将选修3-5纳入必考，则验证动量守恒定律在往后的考试中很有可能会出现，考察思想和方法与验证机械能守恒定律类似，难度不大。

【点拨练习】1．（2018•顺义区二模）若采用图中甲、乙两种实验装置来验证动量守恒定律（图中小球半径相同，质量均为已知，且m A＞m B，B、B′两点在同一水平线上），下列说法正确的是（）A．采用图甲所示的装置，必须测量OB、OM、OP和ON的距离B．采用图乙所示的装置，必须测量OB、B′N、B′P和B′M的距离C．采用图甲所示装置，若m A•ON＝m A•OP+m B•OM，则表明此碰撞动量守恒D．采用图乙所示装置，若＝+，则表明此碰撞机械能守恒【答案】D【解析】A、如果采用图甲所示装置，由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，不需要测量OB的长度，故A错误；B、如果采用图乙所示装置时，利用水平距离相等，根据下落的高度可确定飞行时间，从而根据高度可以表示出对应的水平速度，从而确定动量是否守恒，故不需要测量OB的距离，故B错误；C、采用图甲所示装置，一个球时水平距离为OP，两球相碰时，A球距离为OM，B球为ON，则根据动量守恒定律有：m A v＝m A v1+m B v2，因下落时间相同，则两端同时乘以t后有m A•OP＝m A•OM+m B•ON，则表明此碰撞动量守恒，故C错误；D、小球碰后做平抛运动，速度越快，下落高度越小，单独一个球下落时，落点为P，两球相碰后，落点分别为M和N，根据动量守恒定律有：m A v＝m A v1+m B v2，而速度v＝，根据h＝gt2可得，t＝，则可解得：v＝，v1＝，v2＝；代入动量守恒表达式，消去公共项后，有：＝+机械能守恒定律可知：m A v2＝m A v12+m B v22代入速度表达式可知：＝+联立动量表达式和机械能表达式可知＝+，故可以根据该式表明此碰撞机械能守恒，故D正确。

高考物理一轮复习课件实验课验证动量守恒定律

用价值。
意义
动量守恒定律是物理学中的基本定律之一，对于理解物体运动规律和解决实际问题具有重要意义。通过本次实验，学生不仅加深了对动量守恒定律的理解，还提高了实验技能
和数据处理能力。此外，实验结果还可以为后续的物理学习和研究提供参考和借鉴。
05 知识拓展与应用举例
动量守恒定律在其他领域的应用
机械工程
实验装置与步骤
• 实验装置：气垫导轨、光电计时器、滑块、天平、砝码、细线、弹簧等。
实验装置与步骤
实验步骤安装实验装置，调节气垫导轨水平，并接通光电计时器的电源。
用天平测量滑块的质量m1和m2，并记录数据。
实验装置与步骤们之间保持一定的距离。
02
01
问题4
如何减小实验误差，提高实验的精度和可靠性？
04
03
分组讨论会：如何提高实验精度和效率
讨论主题1
分析实验误差来源及减小误差的方法
讨论主题2
探讨提高实验效率的途径，如改进实验装置、优化实验步骤等
讨论主题3
分享各自在实验过程中的经验和技巧，共同提升实验能力
分享学习心得和体会
A
心得1
通过本次实验，我深刻理解了动量守恒定律的物理意义和实验验证方法。
高考物理一轮复习课件实验课验证动量守
恒定律
汇报人：XX 20XX-01-22
目录
• 实验目的与原理 • 实验操作与数据记录 • 误差来源及减小方法 • 实验结论与讨论 • 知识拓展与应用举例 • 课堂互动环节
01 实验目的与原理
实验目的
验证动量守恒定律，加深对动量守恒定律的理解。
培养观察、分析和解决问题的能力，提升物理学科素养。
实验环境中温度、湿度、气压等因素的变化，以及电磁干扰等，都会对实验结果产生影响。

高考物理大一轮复习实验十六验证动量守恒定律

实验十六验证动量守恒定律1．如图所示，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：Ⅰ.把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态；Ⅱ.按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A 和B与固定挡板C和D碰撞时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间t1，B至D的运动时间t2；Ⅲ.重复几次，取t1和t2的平均值．(1)在调整气垫导轨时应注意_______________________________；(2)应测量的数据还有______________________________________；(3)只有关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是动量的矢量和．解析：(1)使气垫导轨水平(2)滑块A的左端到挡板C的距离s1和滑块B的右端到挡板D的距离s2(3)由动量守恒定律列方程式(M＋m)s1/t1＝Ms2/t2答案：见解析2．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．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，用电动卡锁锁定，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L1.e．按下电钮放开卡锁，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t1和t2.(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_______________________________________________________．解析：(1)实验要验证A、B被弹簧弹离后动量大小是否相同，必须计算出两滑块的速度，因此实验过程中还必须测出B的右端至D板的距离L2.因数μ，查出当地的重力加速度g.B．用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧压缩，滑块B紧靠在桌边．C．剪断细线，测出滑块B做平抛运动落地时到重垂线的水平位移x1和滑块A沿桌面滑行距离x2.(1)为验证动量守恒，写出还须测量的物理量及表示它的字母：_________.(2)动量守恒的表达式为__________________________．4．如图所示是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高．将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水平桌面的距离为a.B点离水平桌面的高度为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外，(1)还需要测量的量是________、________和________．(2)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)解析：(1)要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1碰撞前后的高度a和b，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球1的质量m1，就能求出弹性球1的动量变化；根据平抛运动的规律，只要测出立柱高h和桌面高H就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球2的质量和立柱高h、桌面高H就能求出弹性球2的动量变化．(2)根据(1)的解析可以写出动量守恒的方程为2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h.答案：(1)弹性球1、2的质量m1、m2立柱高h桌面高H(2)2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h5．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和导轨之间的摩擦而引起的误差．(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；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橡皮绳；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；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图(b)所示；⑧测得滑块1的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________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______________________.(2)0.620 0.618(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦。

高三物理复习实验验证动量守恒定律

高三物理复习：实验验证动量守恒定律知识梳理实验目的验证碰撞中的动量守恒实验原理如图所示，质量较大的A 球从斜槽上滚下，与放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的B 球发生碰撞，碰撞后各自做平抛运动，由于两球下落的高度相同，故它们的运动时间相等，用小球飞行时间作时间单位，则小球飞出时的水平速度在数值上就可用它飞行的水平距离代替。

因此，只要测出两小球的质量m 1、m 2和不放被碰小球时入射小球在空中飞行的水平距离OP ，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞行的水平距离OM 和O ’N ，然后比较m 1OP 与m 1OM+m 2O ’N ，在实验误差允许的范围内相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。

实验器材斜槽，重垂线，大小相等而质量不等的小球两个，白纸，复写纸，刻度尺，圆规，三角板，天平，游标卡尺。

实验步骤（1）用天平测出两个小球的质量m 1、m 2(m 1>m 2)。

（2）如图所示安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端的切线水平，调节小支柱的高度，使入射小球与被碰小球在同一高度。

（3）在水平地面上铺上白纸，且在白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指位置O 。

（4）不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由落下，重复10次，用尽可能上的圆把所有的小球点圈在里面，圆心P 就是入射小球不碰时的落点。

（5）把被碰小球放在小支柱上，让入射小球从同一高度自由滚下，重复10次。

用步骤（4）方法，将碰后两球的落点位置M 、N 标出，如图所示。

（6）连接ON ，且取OO ’=2r(r 为小球半径)。

测量线段OP 、OM 、N 'O 的长度，用OP m 1与N 'O m OM m 21 比较，从而验证结论。

注意事项（1）实验中必须保持斜槽末端水平。

（2）小球每次必须从同一高度无初速滑下，并且要高度适当，使其以适当的水平速度运动，从而减小误差。

（3）入射球应选质量大的，被碰球应选质量小的。

（4）测两球各段水平距离时，要明确各自球心的对应点。

高考物理一轮复习专项训练及答案解析—实验八：验证动量守恒定律

高考物理一轮复习专项训练及答案解析—实验八：验证动量守恒定律1．(2023·云南省昆明一中高三检测)某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验，入射球与被碰球半径相同、质量不等，且入射球的质量大于被碰球的质量．1．(2023·云南省昆明一中高三检测)某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验，入射球与被碰球半径相同、质量不等，且入射球的质量大于被碰球的质量．(1)用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图甲所示，则直径为________cm；(2)实验中，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________(填选项前的字母)，间接地解决这个问题；A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的水平位移D．小球的直径(3)实验装置如图乙所示，先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，再把B 球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下．记录纸上的O点是铅垂线所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹，未放B球时，A球落地点是记录纸上的________点；放上B球后，B球的落地点是记录纸上的________点；(4)释放多次后，取各落点位置的平均值，测得各落点痕迹到O点的距离：OM＝13.10 cm，OP＝21.90 cm，ON＝26.04 cm.用天平称得入射小球A的质量m1＝16.8 g，被碰小球B的质量m2＝5.6 g．若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”，请将下面的表格填写完整．(结果保留三位有效数字)OP/m OM/m ON/m碰前“总动量”p/(kg·m) 碰后“总动量”p′/(kg·m)0.219 00.131 00.260 4 3.68×10－3__________根据上面表格中的数据，你认为能得到的结论是__________________________________；(5)实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是________．A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小2．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甲所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用的电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以补偿阻力．(1)若已得到打点纸带，测得各计数点间距如图乙所示，A为运动起始的第一点，则应选______段来计算A车的碰前速度，应选________段来计算A车和B车碰后的共同速度．(以上两空均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)(2)已测得小车A的质量m1＝0.40 kg，小车B的质量m2＝0.20 kg，由以上测量结果可得，碰前总动量为______ kg·m/s；碰后总动量为________ kg·m/s(结果保留小数点后3位)．由上述实验结果得到的结论是：_______________________________________________________________________________________________________________________________. 3．(2023·福建福州市模拟)某地中学生助手设计了一个实验演示板做“探究碰撞中的不变量”的实验，主要实验步骤如下：①选用大小为120 cm×120 cm的白底板竖直放置，悬挂点为O，并标上如图所示的高度刻度；②悬挂点两根等长不可伸长的细绳分别系上两个可视为质点的A摆和B摆，两摆相对的侧面贴上双面胶，以使两摆撞击时能合二为一，以相同速度一起向上摆；③把A摆拉到右侧h1的高度，释放后与静止在平衡位置的B摆相碰．当A、B摆到最高点时读出摆中心对应的高度h2；回答以下问题：(1)若A、B两摆的质量分别为m A、m B，则验证动量守恒的表达式为______________________(用上述物理量字母表示)．(2)把A摆拉到右侧的高度为0.8 m，两摆撞击后一起向左摆到的高度为0.2 m，若满足A摆质量是B摆质量的________倍，即可验证系统动量守恒，从而可以得出A摆碰前初动能为碰后两摆损失机械能的________倍．4．(2023·云南省昆明一中模拟)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，左侧与连接打点计时器(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(包括弹簧片)的质量m1＝0.310 kg，滑块B(包括弹簧片和遮光片)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Δt B＝3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示．根据图(b)中所标数据，可分析推断出碰撞发生在______间，A滑块碰撞前的速度为____ m/s，B滑块碰撞前的速度为________ m/s, A滑块碰撞后的速度为________ m/s，B滑块碰撞后的速度为________ m/s.(结果保留三位有效数字)5．某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘．将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3.(1)下列说法正确的是________．A．小球a的质量一定要大于小球b的质量B．弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑C．步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同D．把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平(2)本实验必须测量的物理量有________．A．小球的半径rB．小球a、b的质量m1、m2C．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2D．小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3(3)用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒，当满足关系式____________时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒．答案及解析1．(1)2.14 (2)C (3)P N(4)3.66×10－3 在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前和碰后的“动量”守恒 (5)C 解析 (1)球的直径d ＝21 mm ＋4×0.1 mm ＝21.4 mm ＝2.14 cm.(2)小球离开轨道后做平抛运动，因为小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球抛出的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，所以C 正确．(3)A 球和B 球相撞后，B 球的速度增大，A 球的速度减小，所以碰撞后A 球的落地点距离O 点最近，B 球的落地点距离O 点最远，所以P 点是未放B 球时A 球的落地点，N 点是放上B 球后B 球的落地点．(4)碰后“总动量”p ′＝m 1OM ＋m 2ON ＝0.016 8×0.131 0 kg·m ＋0.005 6×0.260 4 kg·m ≈3.66×10－3 kg·m则可知碰撞前、后“总动量”近似相等，在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前和碰后的“动量”守恒．(5)入射小球的释放点越高，入射球碰撞前的速度越大，相撞时内力越大，阻力的影响相对越小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，C 正确．2．(1)BC DE (2)0.420 0.417 A 、B 碰撞过程中，在误差允许范围内，系统动量守恒解析 (1)小车A 碰前运动稳定时做匀速直线运动，所以选择BC 段计算A 碰前的速度；两小车碰后粘在一起仍做匀速直线运动，所以选择DE 段计算A 和B 碰后的共同速度．(2) 碰前小车A 的速度为v 0＝BC t ＝0.105 05×0.02 m/s ＝1.050 m/s 则碰前两小车的总动量为p ＝m 1v 0＋0＝0.40×1.050 kg·m/s ＝0.420 kg·m/s碰后两小车的速度为v ＝DE t ＝0.069 55×0.02m/s ＝0.695 m/s 则碰后两小车的总动量为p ′＝(m 1＋m 2)v ＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m/s ＝0.417 kg·m/s由上述实验结果得到的结论是：A 、B 碰撞过程中，在误差允许范围内，系统动量守恒．3．(1)m A h 1＝(m A ＋m B )h 2(2)1 2解析 (1)由机械能守恒定律可得m A gh 1＝12m A v 12，得碰前速度v 1＝2gh 1，由(m A ＋m B )gh 2＝12(m A ＋m B )v 22，得碰后速度v 2＝2gh 2，根据动量守恒可知需要验证的表达式为m A h 1＝(m A ＋m B )h 2.(2)把数据代入上述验证表达式可得m A ＝m B ，即若满足A 摆的质量是B 摆的质量的1倍，即可验证系统动量守恒；根据动量守恒定律有m A v 1＝(m A ＋m B )v 2，根据能量守恒定律有12m A v 12＝12(m A ＋m B )v 22＋ΔE ，联立解得ΔE ＝14m A v 12，即A 摆碰前初动能为碰后两摆损失机械能的2倍．4．EF 2.00 0 0.970 2.86解析由于A 滑块与气垫导轨间的摩擦力非常小，所以除了碰撞过程，A 滑块运动过程因摩擦力产生的加速度非常小，在相同时间内相邻位移的差值也非常小，根据图(b)中所标数据，可看出只有EF 间的位移相比相邻间的位移变化比较明显，故碰撞发生在EF 间； A 滑块碰撞前的速度为v A ＝x FG T ＝4.00×10－20.02m/s ＝2.00 m/s, B 滑块碰撞前的速度为0，A 滑块碰撞后的速度为v A ′＝x DE T ＝1.94×10－20.02 m/s ＝0.970 m/s ，B 滑块碰撞后的速度为v B ′＝d Δt B＝1.00×10－23.500×10－3m/s ≈2.86 m/s. 5．(1)AD (2)BD(3) m 1h 2＝m 1h 3＋m 2h 1 解析 (1)小球a 的质量一定要大于小球b 的质量，以防止入射球碰后反弹，选项A 正确；弹簧发射器的内接触面及桌面不一定要光滑，只要a 球到达桌边时速度相同即可，选项B 错误；步骤②③中入射小球a 的释放点位置不一定相同，但是步骤③④中入射小球a 的释放点位置一定要相同，选项C 错误；把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平，选项D 正确．(2)小球离开桌面右边缘后做平抛运动，设其水平位移为L ，则小球做平抛运动的时间t ＝L v 0小球的竖直位移h ＝12gt 2 联立解得v 0＝L g 2h碰撞前入射球a 的水平速度v 1＝L g 2h 2碰撞后入射球a 的水平速度v 2＝L g 2h 3碰撞后被碰球b 的水平速度v 3＝L g 2h 1如果碰撞过程系统动量守恒，则m 1v 1＝m 1v 2＋m 2v 3即m 1·L g 2h 2＝m 1·L g 2h 3＋m 2·L g 2h 1，整理得m 1h 2＝m 1h 3＋m 2h 1 则要测量的物理量是：小球a 、b 的质量m 1、m 2和小球在木板上的压痕P 1、P 2、P 3分别与P 之间的竖直距离h 1、h 2、h 3，故选B 、D. (3)由以上分析可知当满足关系式m 1h 2＝m 1h 3＋m 2h 1时，则证明a 、b 两球碰撞过程中动量守恒．。

2021版高考物理一轮复习考点集训(二十六)第3节实验：验证动量守恒定律(含解析)

考点集训（二十六）第3节实验：验证动量守恒定律1．用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片来验证动量守恒定律,实验步骤如下:①用天平测出A、B两个小球的质量m A和m B；②安装好实验装置,使斜槽的末端所在的平面保持水平；③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置（如图乙所示）；④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放,使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙所示);⑤测出所需要的物理量．请回答:(1)实验①中A、B的两球质量应满足__________；(2)在步骤⑤中,需要在照片中直接测量的物理量有__________;（请选填“x0、y0、x A、y A、x B、y B”）(3）两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是：________________________．[解析］(1）为了防止入射球碰后反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量,即m A＞m B；(2)由于频闪照相的频率固定，因此只需要测量小球的水平位移，在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有x0、x A、x B；（3)验证的方程为m A x0＝m A x A＋m B x B。

［答案］（1)m A>m B（2）x0、x A、x B（3）m A x0＝m A x A＋m B x B2．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验．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：A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B．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；C．在a和b间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻短弹簧,静止放置在平台上;D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动;E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t;F．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；G．改变弹簧压缩量，进行多次测量．（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示,则遮光条的宽度为________mm.（2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即________＝__________．(用上述实验所涉及物理量的字母表示）［解析］（1）螺旋测微器的固定刻度读数为2.5 mm，可动刻度读数为0.01×5。

高三一轮复习动量守恒定律第四讲验证动量守恒实验(解析版)

第四讲验证动量守恒实验1、实验原理：质量为m 1和m 2的两个小球发生正碰，若碰前m 1运动，m 2静止，根据动量守恒定律应有'v m 'v m v m 122111+=，为防止反弹m 1>m 2。

2、实验器材斜槽，两个大小相同而质量不等的小钢球，天平，刻度尺，重锤线，白纸，复写纸，三角板，圆规3、实验步骤及安装调试（1）用天平测出两个小球的质量m l 、m 2．（2）按图5—29所示安装、调节好实验装置，使斜槽末端切线水平，将被碰小球放在斜槽末端前小支柱上，入射球放在斜槽末端，调节支柱，使两小球相碰时处于同一水平高度，且在碰撞瞬间入射球与被碰球的球心连线与斜槽末端的切线平行，以确保正碰后两小球均作平抛运动．（3）在水平地面上依次铺放白纸和复写纸．（4）在白纸上记下重锤线所指的位置O ．（5）先不放被碰球m 2，让入射球m 1从斜槽上同一高度滚下，重复10次左右，用圆规画尽可能小的圆将所有的小球落点圈在里面，其圆心即为人射球不发生碰撞情况下的落点的平均位置P ，如图所示．（6）将被碰小球m 2放在斜槽前端边缘处，让入射球从同一高度滚下，使它们发生正碰，重复10次左右，同理求出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 ．（7）用刻度尺测量线段OM 、OP 、ON 的长度。

把两个小球的质量和相应的数值带入ON m OM m OP m ···211+=看是否成立。

（8）整理实验器材，放回原处。

注意：若实验中采用如图所示装置，则需验证N 'O m OM m OP m (211)+=；r ON N 'O 2=-4、注意事项（1）斜槽末端的切线必须水平。

（2）入射小球每次都必须从斜槽上同一高度由静止释放。

方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球。

（3）入射小球的质量应大于被碰球的质量。

（4）实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置始终保持不变。

2023届高考物理一轮复习学案：实验：验证动量守恒定律

实验：验证动量守恒定律【学习目标】1．通过实验原理和思路的探究，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．通过探究设计多种试验方案，验证在系统不受外力的作用时，系统内物体相互作用时总动量守恒。

【学习重难点】重点：能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。

难点：学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论【课前导学】在一维正碰中，测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1′、v2′，算出碰撞前的动量p=___________及碰撞后的动量p′=___________，看碰撞前、后___________是否相等。

【任务一】实验方案及实验过程方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞例1、某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。

在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电计时器1和光电计时器2，带有遮光片的滑块A、B的质量分别为m A、m B，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：①调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块A，测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为t1；③滑块A与滑块B相碰后，滑块B和滑块A先后经过光电计时器2的遮光时间分别为t2和t3。

（1）实验中为确保两滑块碰撞后滑块A不反向运动，则m A、m B应满足的关系为m A___________（填“大于”“等于”或“小于”）m B。

（2）利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为_________________________方案二：利用等长摆球实现一维碰撞，如图所示。

例2、．用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的a、b两个小球用等长的、不可伸长的细线悬挂起来，b球静止，拉起a球由静止释放，在最低点a、b两球发生正碰，碰后a球速度为零，完成以下问题：(1)实验中必须测量的物理量有________．A．a、b球的质量mB．细线的长度LC．释放时a球偏离竖直方向的角度θ1D．碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ2E．当地的重力加速度g(2)利用上述测量的物理量验证动量守恒定律的表达式为___ _____．变式1：如图所示的装置是“冲击摆”，摆锤的质量很大，子弹以初速度v0从水平方向射入摆中并留在其中，随摆锤一起摆动。

实验七-验证动量守恒定律(解析版)

实验七-验证动量守恒定律(解析版)实验七-验证动量守恒定律(解析版)动量守恒定律是力学中一个重要的基本定律，通过实验可以验证这一定律。

本实验通过动量守恒定律的验证，旨在帮助学生们更好地理解动量守恒定律的概念和应用，并培养他们的实验操作能力和分析问题的能力。

以下将介绍实验的步骤及其解析。

实验准备实验所需材料包括：平面反射镜、光滑水平轨道、装有暗光源和透镜的光路系统、光电门、计时器、带刻度的平行导轨、滑块、两个簧测量器等。

实验步骤1. 将平面反射镜放置在光滑水平轨道的中央位置，并确保其与光电门、光路系统、计时器等其他设备位置的对称性。

2. 将带刻度的平行导轨固定在实验台上，并将光滑轨道和光路系统与之相连接。

3. 将滑块固定在光滑轨道上，并根据实验要求确定滑块起始位置。

4. 在实验开始前，对光源、光电门、计时器等设备进行校准和测试，确保实验数据的准确性。

5. 开始实验前，记录滑块的质量、速度和方向等相关初始数据。

6. 在实验过程中，通过观察和测量光路系统的数据变化，记录反射光线的角度、强度等信息。

7. 在光电门的作用下，滑块在轨道上运动并与反射镜发生碰撞，记录碰撞后滑块的速度和方向等数据。

8. 根据实验所得数据，进行运动学分析，并计算碰撞前后滑块的动量以及动量的变化等数据。

9. 根据动量守恒定律的表达式，验证实验数据与理论预期是否一致。

10. 实验结束后，将实验设备归位并整理实验数据，撰写实验报告。

实验原理及解析动量守恒定律是指在不受外力作用的情况下，系统的总动量保持不变。

它适用于质点体系，当质点受到力的作用时，其动量会发生变化。

本实验中，通过滑块在运动过程中与平面反射镜的碰撞，来验证动量守恒定律。

碰撞前后，系统受到的外力为零，可以认为是一个封闭系统。

根据动量守恒定律的表达式，可以得出碰撞前后滑块的动量之和相等。

实验结果及数据分析根据实验所得数据，可以计算出滑块的质量、速度和碰撞前后的动量等信息。

通过对数据的分析和运动学分析，可以验证动量守恒定律。

专题62 验证动量守恒定律-2019高考物理一轮复习专题详解(解析版)

知识回顾1.利用气垫导轨验证动量守恒定律的一般步骤（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（调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平）.（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：①一维碰撞中的动量守恒.②该实验还经常利用斜槽碰撞实验器验证。

2.利用斜槽小球碰撞验证动量守恒的注意事项（1）斜槽末端的切线必须水平，调整方法是让碰撞的点小球放在斜槽末端水平部分的任一位置都能静止。

（2）使小支柱与槽口的距离等于小球直径。

（3）人射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放（4）选质量较大的小球作为入射小球。

（5）实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。

（6）应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差。

例题分析【例1】用如图甲所示的装置“探究碰撞中的不变量”实验中：(1)用游标卡尺测量入射球直径，测量结果如图乙所示，该球直径为________ cm；(2)实验中小球的落点情况如图丙所示，入射球与被碰球的质量之比m A∶m B＝5∶3；则碰撞结束时刻两球动量大小之比p A∶p B＝________.【答案】(1)1.16(2)1∶2【例2】.若在做“验证动量守恒定律”的实验中，称得入射小球1的质量m1＝15 g，被碰小球2的质量m2＝10 g，由实验得出它们在碰撞前后的位移—时间图线如图所示，则由图可知，入射小球在碰前的动量是________g·cm/s，入射小球在碰后的动量是________ g·cm/s，被碰小球碰后的动量是________g·cm/s，由此可得出的结论是________________________________________________________________________．【答案】1 500750750两小球碰撞前后的动量守恒【解析】由题图知碰前p1＝m1v1＝m1＝1 500 g·cm/s，碰后p1′＝m1＝750 g·cm/s，p2′＝m2＝750 g·cm/s.由此可得出的结论是两小球碰撞前后的动量守恒1. 如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为m A的钢球A用细线悬挂于O点，质量为m B的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L，使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线夹角为α，A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点．(1)图中x应是B球初始位置到________的水平距离．(2)为了验证两球碰撞过程动量守恒，应测得的物理量有：______.(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量：p A＝________，p A′＝________，p B＝________，p B′＝________.【答案】落点α、β、L、H0小球A与小球B碰撞后继续运动，在A碰后到达最左端过程中，机械能再次守恒，由机械能守恒定律得：-m A gL（1-cosβ）=0-解得v A′=，P A′=m A v A′=m A；碰前小球B静止，则P B=0；碰撞后B球做平抛运动，水平方向：S=v B′t，竖直方向H=gt2，【点睛】A球下摆过程机械能守恒，根据守恒定律列式求最低点速度；球A上摆过程机械能再次守恒，可求解碰撞后速度；碰撞后小球B做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后B球的速度，然后验证动量是否守恒即可．学科&网2 . 如图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱。

高考物理一轮复习专题28 验证动量守恒定律(讲)(含解析)

专题28 验证动量守恒定律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．一、实验目的验证动量守恒定律。

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度v、v′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒。

实验器材方案一：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。

方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。

方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。

方案四：斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。

实验步骤方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(如图所示)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(如图所示)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(如图所示)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。

高考物理一轮复习精讲实验7 验证动量守恒定律(1)

实验(七) [实验7 验证动量守恒定律]1．在“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置的示意图如图S71所示．实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是( )图S71A．释放点越低，小球所受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，对两球速度的测量越准确C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，被碰小球所受的阻力越小2．(1)如图S72所示为气垫导轨，导轨上的两滑块质量相等，两滑块上的挡光片宽度相同．现将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验．实验中用滑块甲撞击静止在导轨上的滑块乙，碰撞前滑块乙处于静止状态．第一次在两滑块碰撞端安上弹簧片，第二次在两滑块碰撞端粘上橡皮泥．两次实验时滑块甲上的挡光片通过光电门的时间相等，碰后滑块乙上的挡光片第一次和第二次通过光电门的时间分别为t1、t2.通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断t1、t2的关系应为t1______t2(选填“＞”“＜”或“＝”)．图S72(2)若大小相等的入射小球和被碰小球的质量均已知，利用如图S73所示的装置和器材做“验证动量守恒定律”的实验，还需要的器材是________．图S733．某同学把两块质量不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻质弹簧．如图S74所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证木块间相互作用时动量守恒．图S74(1)该同学还必须有的器材是________________．(2)需要直接测量的数据是________________________________________________________________________．(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是_______________．4. 如图S75甲所示，在水平光滑轨道上有甲、乙两辆实验小车，甲车系着一条穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量的同时，立即启动打点计时器．甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动．图S75纸带记录的碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况如图乙所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车运动速度大小为________ m/s，甲、乙两车的质量比m甲∶m乙＝________．5．图S76为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz.开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接．烧断绳子后，两个滑块向相反的方向运动．已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，A、B离开弹簧后，A滑块做______运动，其速度大小为________m/s，本实验中得出的结论是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.图S766．气垫导轨是一种常用的实验仪器，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无摩擦．在实验室中我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨及质量均为M的滑块A和B进行实验，如图S77所示．实验步骤如下：图S77A．在滑块A上固定一质量为m的砝码，在滑块A和B之间放入一个处于压缩状态的弹簧，用电动卡销置于气垫导轨上；B．按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当滑块A、B分别碰撞C、D挡板时计时结束，计时装置自动记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1、t2；C．重复几次步骤A、B.问：(1)在调整气垫导轨时应注意____________________________．(2)还应测量的数据有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)滑块A、B被弹开过程中遵守的关系式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.7．用如图S78所示的装置来验证动量守恒定律．质量为m A的钢球A用细线悬挂于O 点，质量为m B的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L.使细线在A球释放前伸直且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推到与竖直线的夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D.保持α角不变，多次重复上述实验，白纸上记录了B球的多个落点．图S78(1)图中s应是B球初始位置到__________的水平距离．(2)为了验证两球碰撞过程中动量守恒，应测量的物理量有s和____________．(用字母表示)(3)用测得的物理量表示碰撞前后A、B两球的动量：p A＝____________，p A′＝__________；p B＝0，p B′＝____________．(当地的重力加速度为g)8．为了探究碰撞中的守恒量和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：图S79①用天平测出两个小球1和2的质量分别为m1和m2，且m1>m2.②按照图S79安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平．将一斜面BC连接在斜槽末端．③先不放小球2，让小球1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．④将小球2放在斜槽前端边缘处，让小球1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球1和2在斜面上的落点位置．⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为L D、L E、L F.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球1与2发生碰撞后，1的落点是图中的______点，2的落点是图中的______点．(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式____________________________________，则说明碰撞中动量是守恒的．(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式__________________________________，则说明两个小球的碰撞是弹性碰撞．9．一个物理学习小组利用如图S710所示的装置和频闪相机来探究碰撞中的不变量，其实验步骤如下：图S710步骤1：用天平测出A、B两个小球的质量m A、m B(m A>m B)；步骤2：安装好实验装置，使斜槽末端保持水平，调整好频闪相机的位置并固定；步骤3：让入射小球从斜槽上某一位置P由静止释放，小球离开斜槽后，用频闪相机记录下小球在相邻两次闪光时的位置，照片如图S711甲所示；步骤4：将被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从位置P由静止开始释放，使它们碰撞．两小球离开斜槽后，用频闪相机记录两小球在相邻两次闪光时的位置，照片如图乙所示．图S711经过多次实验，他们猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和不变．(1)实验中放在斜槽末端的小球是__________ (选填“A”或“B”)．(2)若要验证他们的猜想，需要在照片中直接测量的物理量有______________(选填“x0”“y0”“x1”“y1”“x2”或“y2”)，写出该实验小组猜想结果的表达式________________________(用测量量表示)．(3)他们在课外书中看到“两物体碰撞中有弹性碰撞和非弹性碰撞之分，碰撞中的恢复系数定义为e＝|| v2－v1||v20－v10，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞恢复系数e＝1，非弹性碰撞恢复系数e<1.”于是他们根据照片中的信息求出本次实验中恢复系数的值e＝__________．1．C [解析] 入射小球释放点越高，入射球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力的影响相对减小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验误差减小，选项C 正确．2．(1)< (2)刻度尺[解析] (1)设滑块甲、乙的质量分别为m 1、m 2，挡光片的宽度为l ，碰撞前挡光片通过光电门的时间为t ，第一次是弹性碰撞，则m 1v 0＝m 2v 1，即m 1l t ＝m 2l t 1；第二次是完全非弹性碰撞，则m 1v 0＝(m 1＋m 2)v 2，即m 1l t ＝()m 1＋m 2l t 2，故t 1<t 2.(2)用大小相等的入射小球和被碰小球发生碰撞来验证动量守恒定律，难点是速度的测定，本装置可以应用平抛运动来解决速度的测定，需要测量平抛运动的水平位移，即需要刻度尺．3．(1)刻度尺、天平 (2)两木块的质量m 1、m 2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离x 1、x 2(3)m 1x 1＝m 2x 2[解析] 两木块被弹出的过程中，系统动量守恒，由m 1v 1＝m 2v 2可知，只要测出两木块的质量及弹出时对应的速度，就可以验证木块间相互作用时动量守恒．由于两木块离开桌面后都做平抛运动，且高度相同，可以用平抛运动的水平距离x 1、x 2代替v 1、v 2.4. 0.6 2∶1[解析] 由纸带及刻度尺可得碰前甲车的速度为v 1＝12×10－30.02m/s ＝0.6 m/s 碰后两车的共同速度v 2＝8×10－30.02m/s ＝0.4 m/s 由动量守恒定律有m 甲v 1＝(m 甲＋m 乙)v 2由此得甲、乙两车的质量比 m 甲m 乙＝v 2v 1－v 2＝0.40.6－0.4＝21. 5. 匀速直线 0.09 两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒[解析] 由题图可知，A 、B 离开弹簧后，均做匀速直线运动，开始时v A ＝0，v B ＝0，A 、B 被弹开后，v A ′＝0.09 m/s ，v B ′＝0.06 m/s ，m A v A ′＝0.2×0.09 kg · m/s ＝0.018 kg · m/sm B v B ′＝0.3×0.06 kg · m/s ＝0.018 kg · m/s由此可得：m A v A ′＝m B v B ′即0＝m B v B ′－m A v A ′结论是：两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒．6．(1)调整导轨水平 (2)滑块A 左端至C 板的距离L 1，滑块B 右端到D 板的距离L 2 (3)（m ＋M ）L 1t 1＝ML 2t 2[解析] 放开卡销后两滑块均做匀速运动，取滑块A 的运动方向为正方向，则滑块A 、B 的速度分别为v A ′＝L 1t 1，v B ′＝－L 2t 2根据动量守恒有0＝(M ＋m )v A ′＋Mv B ′所以（m ＋M ）L 1t 1＝ML 2t 2. 7．(1)落点 (2)m A m B 、α、β、H 、L(3)m A 2gL （1－cos α） m A 2gL （1－cos β） m B s g 2H[解析] (1)从图中可以看出，s 应是B 球初始位置到落点的水平距离．(2)还应测的物理量是A 球的质量m A 、B 球的质量m B 、A 球开始的摆角α和向左摆动的最大摆角β、B 球下落的高度H 、O 点到A 球球心的距离L .(3)根据机械能守恒定律可得m A gL (1－cos α)＝12m A v 2A ，A 球碰前的动量为p A ＝m A v A ，联立解得p A ＝m A 2gL （1－cos α）；根据机械能守恒定律可得m A gL (1－cos β)＝12m A v A ′2，A 球碰后的动量为p A ′＝m A v A ′，联立解得p A ′＝m A 2gL （1－cos β）；B 球做平抛运动，由平抛运动的规律可得H ＝12gt 2，s ＝v B t ，B 球碰后的动量为p B ′＝m B v B ，联立解得p B ′＝m B s g 2H. 8．(1)D F (2)m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F (3)m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F[解析] (1)不放小球2，小球1从斜槽顶端A 处由静止开始滚下后，小球落在斜面上的E 点．将小球2放在斜槽前端边缘处，小球1从斜槽顶端A 处由静止开始滚下后与2发生碰撞，1落在斜面上的D 点，2落在斜面上的F 点．(2)设斜面的倾角为θ，小球做平抛运动，由L sin θ＝12gt 2、L cos θ＝vt ，解得抛出速度v ∝L .验证动量是否守恒的表达式为m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 2，即m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F . (3)验证是弹性碰撞的表达式为12m 1v 20＝12m 1v 21＋12m 2v 22，即m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F . 9．(1)B (2) x 0、x 1、x 2 m A x 0＝m A x 1＋m B x 2 (3)0.875[解析] (1)为保证两小球碰后速度同向，即入射小球不能反弹，必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量，所以A 小球作为入射小球．(2)小球脱离轨道后做平抛运动，设频闪的时间间隔为T ，则碰撞前后的速度分别为平抛运动的初速度，v 0＝x 0T 、v 1＝x 1T 、v 2＝x 2T ，又由动量守恒定律，有m A v 0＝m A v 1＋m B v 2，即有m A x 0＝m A x 1＋m B x 2，需要在照片中直接测量的物理量有x 0、x 1、x 2.(3)恢复系数的值e ＝x 2－x 1x 0＝10－38＝0.875.。

2019年高考物理一轮复习精品学案：实验16 验证动量守恒定律(解析版)

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．一、基本实验要求1．实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，算出碰撞前的动量p ＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒．2．实验器材斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等．3．实验步骤(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)按照实验原理图甲安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽底端水平．(3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．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小球所有的落点都圈在里面．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和被撞小球落点的平均位置N.如实验原理图乙所示．(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m1OP＝m1OM＋m2ON，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：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒．二、规律方法总结1．数据处理验证表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′2．注意事项(1)前提条件保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动．(2)利用斜槽实行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m1>m2，防止碰后m1被反弹．高频考点一实验原理与实验操作例1．某同学用如图1所示的装置做验证动量守恒定律的实验．先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末水平段的最右端上，让a球仍从固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．图1(1)本实验必须测量的物理量有．A．斜槽轨道末端距水平地面的高度HB．小球a、b的质量m a、m bC．小球a、b的半径rD．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tE．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OCF．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h(2)放上被碰小球b，两球(m a>m b)相碰后，小球a、b的落地点依次是图中水平面上的点和点．(3)某同学在做实验时，测量了过程中的各个物理量，利用上述数据验证碰撞中的动量守恒，那么判断的依据是看和在误差允许范围内是否相等．答案 (1)BE (2)A C (3)m a ·OB m a ·OA ＋m b ·OC(2)两球碰撞后，a 球在水平方向上的分速度较小，下落时间相同时，落地时的水平位移也较小，所以小球a 、b 的落地点依次是图中水平面上的A 点和C 点．(3)根据(1)的分析，判断两球碰撞过程中的动量是否守恒的依据是看m a ·OB 和m a ·OA ＋m b ·OC 在误差允许范围内是否相等．【变式探究】(多选)如图2在利用悬线悬挂等大小球实行验证动量守恒定律的实验中，下列说法准确的是( )图2A ．悬挂两球的线长度要适当，且等长B ．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C ．两小球必须都是刚性球，且质量相同D ．两小球碰后能够粘合在一起共同运动答案 ABD解析两线等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以A 准确；因为计算碰撞前速度时用到了mgh ＝12mv 2－0，即初速度为0，B 准确；本实验中对小球的弹性性能无要求，C 错误；两球正碰后，有各种运动情况，所以D 准确．【举一反三】气垫导轨是一种常用的实验仪器．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．我们能够用带竖直挡板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3所示(弹簧的长度忽略不计)，实验步骤如下：图3a．用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m Bb．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，由电动卡锁锁定，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L1e．按下电钮放开卡锁，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t1和t2(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(写出一条即可)．高频考点二实验数据处理例2．(2019·新课标全国Ⅱ·35(2))现利用图4(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)能够记录遮光片通过光电门的时间．图4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Δt B ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)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．答案见解析设滑块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式可得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＝dΔt B⑤代入题给实验数据得v 2≈2.86 m/s ⑥设两滑块在碰撞前、后的动量分别为p 和p ′，则 p ＝m 1v 0⑦ p ′＝m 1v 1＋m 2v 2⑧两滑块在碰撞前、后总动量相对误差的绝对值为 δp ＝⎪⎪⎪⎪p －p ′p ×100%⑨ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入相关数据，得 δp ≈1.7%<5%所以，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律．【变式探究】某同学设计了一个用电磁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 使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．他设计的装置如图5甲所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力．图5(1)(多选)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)．A为运动的起点，则应选段来计算A碰前的速度．应选段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)．(2)(多选)已测得小车A的质量m1＝0.4 kg，小车B的质量为m2＝0.2 kg，则碰前两小车的总动量为kg·m/s，碰后两小车的总动量为kg·m/s.答案(1)BC DE (2)0.420 0.417(2)小车A在碰撞前的速度v0＝BC5T＝10.50×10－25×0.02m/s＝1.050 m/s小车A在碰撞前的动量p0＝m1v0＝0.4×1.050 kg·m/s＝0.420 kg·m/s 碰撞后A、B的共同速度v＝DE5T＝6.95×10－25×0.02m/s＝0.695 m/s碰撞后A、B的总动量p＝(m1＋m2)v＝(0.2＋0.4)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s高频考点三实验拓展与创新例3．如图6是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边缘有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2右端接触且两球等高．将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出相关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b、C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外：图6(1)还需要测量的量是、和．(2)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)答案(1)弹性球1、2的质量m1、m2立柱高h桌面离水平地面的高度H (2)2m1a－h＝2m1b－h＋m2cH＋h【变式探究】在验证动量守恒定律的实验中，某同学用如图7所示的装置实行如下的实验操作：图7①先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于槽口处．使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹O；②将木板向远离槽口平移一段距离，再使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上得到痕迹B；③然后把半径相同的小球b静止放在斜槽水平末端，小球a仍从原来挡板处由静止释放，与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C；④用天平测量a、b的质量分别为m a、m b，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的竖直距离分别为y1、y2、y3.(1)小球a与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C，其中小球a撞在木板上的点(填“A”或“C”)．(2)用本实验中所测量的量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为(仅用m a、m b、y1、y2、y3表示)．答案(1)C (2)m ay2＝m ay3＋m by11.[2019·全国新课标Ⅱ，35(2)]现利用图6所示的装置验证动量守恒定律。

高考物理一轮复习专题6.3实验七验证动量守恒定律(精练)(含解析)

实验七验证动量守恒定律1．(2019·山东济宁一中期中)为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球，按下述步骤做了实验：①用天平测出两小球的质量(分别为m1和m2，且m1>m2)．②按图示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC 连接在斜槽末端．③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．④将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和m2在斜面上的落点位置．⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为L D、L E、L F.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)在不放小球m2时，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，m1的落点在图中的________点，把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的________点．(2)若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有________．A．m1L F＝m1L D＋m2L EB．m1L2E＝m1L2D＋m2L2FC．m1L E＝m1L D＋m2L FD．L E＝L F－L D【答案】(1)E D(2)C【解析】(1)小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，m1的落点在图中的E点，小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后m1球的落地点是D 点，m 2球的落地点是F 点．(2)设斜面倾角为θ，小球落点到B 点的距离为L ，小球从B 点抛出时速度为v ，则竖直方向有L sin θ＝12gt 2，水平方向有L cos θ＝vt ，解得v ＝L cos θt ＝L cos θ2L sin θg ＝cos θ2sin θg L ，所以v ∝L .由题意分析得，只要满足m 1v 1＝m 2v 2＋m 1v ′1，把速度v 代入整理得：m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F ，说明两球碰撞过程中动量守恒；若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失，则要满足关系式：12m 1v 21＝12m 1v ′21＋12m 2v 22，整理得m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F ，故C 正确．2．（2019·辽宁省沈阳一中期末）气垫导轨上有A 、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接(如图甲所示)，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它们运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz ，由图可知：(1)A 、B 离开弹簧后，应该做____________运动，已知滑块A 、B 的质量分别为200 g 、300 g ，根据照片记录的信息，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是_______________________．(2)若不计此失误，分开后，A 的动量大小为________kg·m/s，B 的动量的大小为________kg·m/s.本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是________________________________________________________________．【答案】(1)匀速直线 A 、B 两滑块的第一个间隔(2)0.018 0.018 A 、B 两滑块作用前后总动量不变，均为0【解析】(1)A 、B 离开弹簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做匀速直线运动，在离开弹簧前A 、B 均做加速运动，A 、B 两滑块的第一个间隔都应该比后面匀速时相邻间隔的长度小．(2)周期T ＝1f ＝0.1 s ，v ＝x T，由题图知A 、B 匀速时速度大小分别为v A ＝0.09 m/s ，v B＝0.06 m/s ，分开后A 、B 的动量大小均为p ＝0.018 kg·m/s，方向相反，满足动量守恒，系统的总动量为0.3. （2019·湖南省岳阳一中期中）用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验．(1)先测出可视为质点的两滑块A 、B 的质量m 、M 及滑块与桌面间的动摩擦因数μ.(2)用细线将滑块A 、B 连接，使A 、B 间的轻弹簧处于压缩状态，滑块B 恰好紧靠桌边．(3)剪断细线，测出滑块B 做平抛运动的水平位移x 1，滑块A 沿水平桌面滑行距离为x 2(未滑出桌面)．为验证动量守恒定律，写出还需测量的物理量及表示它们的字母：；如果动量守恒，需要满足的关系式为．【答案】桌面离地的高度h Mx 112h＝m 2μx 2 【解析】弹开后B 做平抛运动，为求其弹开后的速度(即平抛运动的初速度)，必须测量下落高度h . h ＝12gt 21，x 1＝v 1t 1解得v 1＝x 1g 2h弹开后A 做匀减速运动，由动能定理得μmgx 2＝12mv 22 解得v 2＝2μgx 2若动量守恒，则需满足Mv 1－mv 2＝0即需要满足的关系式为Mx 112h＝m 2μx 2. 4．（2019·山西省大同一中期末）某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车M 的前端粘有橡皮泥，推动小车M 使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车N 相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．他设计的装置如图甲所示．在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz ，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力．(1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)．A 为运动的起点，则应选段来计算M 碰前的速度，应选段来计算M 和N 碰后的共同速度．(以上两空选填“AB ”“BC ”“CD ”或“DE ”)(2)已测得小车M 的质量m 1＝0.4 kg ，小车N 的质量为m 2＝0.2 kg ，则碰前两小车的总动量为 kg·m/s，碰后两小车的总动量为 kg·m/s.【答案】(1)BC DE (2)0.420 0.417【解析】(1)从纸带上打点的情况看，BC 段对应小车做匀速运动，且小车有较大速度，因此BC 段能较准确地描述小车M 在碰撞前的运动情况，应选用BC 段计算小车M 碰前的速度．从CD 段打点的情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE 段内小车运动稳定，故应选用DE 段计算M 和N 碰后的共同速度．(2)小车M 在碰撞前的速度v 0＝BC 5T ＝10.50×10－25×0.02m/s ＝1.050 m/s 小车N 在碰撞前静止，则碰撞前总动量p 0＝m 1v 0＝0.4×1.050 kg·m/s＝0.420 kg·m/s碰撞后M 、N 的共同速度v ＝DE 5T ＝6.95×10－25×0.02m/s ＝0.695 m/s 碰撞后A 、B 的总动量p ＝(m 1＋m 2)v ＝(0.4＋0.2)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s.5．(2019·北京牛栏山一中期中)某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验．入射球与被碰球半径相同．(1)实验装置如下图所示．先不放B 球，使A 球斜槽上某一固定点C 由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．再把B 球静置于水平槽前端边缘处，使A 球仍从C 处静止滚下，A 球和B 球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹．记录纸上的O 点是重锤所指的位置，M 、P 、N 分别为落点的痕迹．未放B 球时，A 球落地点为记录纸上的点．(2)实验中可以将表达式m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′转化为m 1s 1＝m 1 s 1′＋m 2s 2′来进行验证，其中s 1、s 1′、s 2′为小球平抛的水平位移．可以进行这种转化的依据是．(请选择一个最合适的答案)A ．小球飞出后的加速度相同B ．小球飞出后，水平方向的速度相同C ．小球在空中水平方向都做匀速直线运动，水平位移与时间成正比D ．小球在空中水平方向都做匀速直线运动，又因为从同一高度平抛，运动时间相同，所以水平位移与初速度成正比(3)完成实验后，实验小组对上述装置进行了如下图所示的改变：(Ⅰ)在木板表面先后钉上白纸和复印纸，并将木板竖直立于靠近槽口处，使小球A 从斜槽轨道上某固定点C 由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O ；(Ⅱ)将木板向右平移适当的距离固定，再使小球A 从原固定点C 由静止释放，撞到木板上得到痕迹P ；(Ⅲ)把半径相同的小球B 静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球A 仍从原固定点由静止开始滚下，与小球B 相碰后，两球撞在木板上得到痕迹M 和N ；(Ⅳ)用刻度尺测量纸上O 点到M 、P 、N 三点的距离分别为y 1，y 2，y 3.请你写出用直接测量的物理量来验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式： .(小球A 、B 的质量分别为m 1、m 2)【答案】(1)P (2)D (3)m 11y 2＝m 11y 3＋m 21y 1【解析】①A 小球和B 小球相撞后，B 小球的速度增大，A 小球的速度减小，所以碰撞后A 球的落地点距离O 点最近，B 小球离O 点最远，中间一个点是未放B 球时A 的落地点，所以未放B 球时，A 球落地点是记录纸上的P 点． ②小球碰撞前后都做平抛运动，竖直方向位移相等，由h ＝12gt 2即t ＝2h g 可知运动的时间相同，水平方向做匀速直线运动，有v ＝x t ＝xg 2h，因此可以用水平位移代替速度，故D 正确． ③同理，未放小球B 时A 球打在P 点，放了B 球之后A 球打在N 点，B 球打在M 点，由y ＝12gt 2和v ＝x t 可得，v ＝x g 2y，所以v P ＝x g 2y 2，v M ＝x g 2y 1，v N ＝x g 2y 3，由动量守恒定律有m 1v P ＝m 1v N ＋m 2v M 可得m 1xg 2y 2＝m 1x g 2y 3＋m 2x g 2y 1，化简得到m 11y 2＝m 11y 3＋m 21y 16. （2019·辽宁省朝阳一中期末）(1)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验．实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大应选下图中的 (填“甲”或“乙”)，若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的 (填“甲”或“乙”)．(甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)(2)某次实验时碰撞前B 滑块静止，A 滑块匀速向B 滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图丙所示，已知相邻两次闪光的时间间隔为T ，在这4次闪光的过程中，A 、B 两滑块均在0～80 cm 范围内，且第1次闪光时，滑块A 恰好位于x ＝10 cm 处．若A 、B 两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的时刻，A 、B 两滑块质量比m A ∶m B ＝ .【答案】(1)乙甲 (2)2.5T 2∶3【解析】(1)若要求碰撞时动能损失最大，则需两物体碰撞后结合在一起，故应选图中的乙；若要求碰撞时动能损失最小，则应使两物体发生完全弹性碰撞，即选图中的甲．(2)由图可知，第1次闪光时，滑块A 恰好位于x ＝10 cm 处，第二次A 在x ＝30 cm 处，第三次A 在x ＝50 cm 处，碰撞在x ＝60 cm 处，从第三次闪光到碰撞的时间为T 2，则可知碰撞发生在第1次闪光后的2.5T 时刻．设碰前A 的速度为v ，则碰后A 的速度为v2，B 的速度为v ，根据动量守恒定律可得m A v ＝－m A ·v 2＋m B ·v ，解得m A m B ＝23. 7. （2019·河南省平顶山一中期中）某同学用如图3所示装置通过半径相同的A 、B 两球的碰撞来“探究碰撞过程中的不变量”，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。