1 实验：验证动量守恒定律

一、多选题

二、实验题【优教学】专题1 实验：验证动量守恒定律

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1. 在“碰撞中的动量守恒实验”中，实验必须满足的条件是（）

A．斜槽轨道必须光滑

B．斜槽轨道末端的切线必须水平

C．入射小球每次都要从同一高度由静止滚下

D．碰撞的瞬间，入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行

2. 某同学用如图所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们平滑连接，O点为铅垂线所指的位置.实验时先不放置被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹，重复10次，然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G由静止滚下，和球2碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次。实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N、P

.

（1）在此实验中，球1的质量为m1，球2的质量为m，需满足m1__________m2（填“大于”“小于”或“等于”）.

（2）在该实验中，应选用的器材是下列器材中的__________.

A．天平B．

游

标

卡尺多

C．刻度尺D．两个大小相同的钢球

E．大小相同的钢球和硬橡胶球各1个

（3）被碰球2飞行的水平距离由图中线段表_____________表示.

（4）若实验结果满足________，就可以验证碰撞过程中动量守恒.

3. 在“探究碰撞中的不变量”实验中常会用到气垫导轨，导轨与滑块之间形成空气垫，使滑块在导轨上运动时几乎没有摩擦．现在有滑块A、B和带竖直挡板C、D的气垫导轨，用它们探究碰撞中的不变量，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、；

b．调整气垫导轨使之水平；

c．在A、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的左端至挡板C 的距离；

e．按下电钮放开卡销，同时开始计时，当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时结束计时，记下A、B分别到达C、D 的运动时间和．

（1）实验中还应测量的物理量及其符号是____________．

（2）若取A滑块的运动方向为正方向，则放开卡销前，A、B两滑块质量与速度乘积之和为________；A、B两滑块与弹簧分离后，质量与速度乘积之和为________．若这两个和相等，则表示探究到了“碰撞中的不变量”．

（3）实际实验中，弹簧作用前后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，可能产生误差的原因有_______．

A．气垫导轨不完全水平

B．滑块A、B的质量不完全相等

C．滑块与导轨间的摩擦力不真正为零

D．质量、距离、时间等数据的测量有误差

三、多选题

四、实验题

4.

下图为验证动量守恒定律的实验装罝，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：

①用天平测出两个小球的质量分别为为m 1和为m 2;

②安装实验装置，将斜槽AB 固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面BC 连接在斜槽末端； ③先不放小球m 2,让小球m 1从斜槽顶端A 处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位罝P;

④将小球m 2放在斜槽末端B 处，仍让小球m 1从斜槽顶端A 处由静止释放，两球发生碰撞， 分别标记小球m 1,、m 2在斜面上的落点位置； ⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B 的距离．图中从M 、P 、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M 、P 、N 到B 点的距离分别为S M 、S P 、S N .依据上述实验步骤，请回答下面问题： （1）两小球的质量m 1、m 2应满足m 1_____m 2(填写“>”，“=”或“<”) （2）若进行实验，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

C ．弹簧秤

D ．秒表

（3）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；

5. 某同学用如图甲所示的装置来探究碰撞中的守恒量，图中PQ 是斜槽，QR 为水平槽，图乙是多次实验中某球落到位于水平地面记录纸上得到的10个落点痕迹，有关该实验的一些说法，不正确的有（ ）

A ．入射球和被碰球必须是弹性好的，且要求两球的质量相等，大小相同

B ．被碰球静止放在槽口，入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放

C ．小球碰撞前后的速度不易测量，所以通过测量小球平抛运动的射程间接地解决

D ．由图乙可测出碰撞后某球的水平射程为58.5cm （或取58.2～58.8cm 之间某值）

6. 用如图甲所示的气垫导轨来验证动量守恒定律，用频闪照相机闪光4次拍得照片如图乙所示，已知闪光时间间隔为△t=0.02s，闪光本身持续时间极短，已知在这4次闪光的时间内A、B均在0～80cm范围内且第一次闪光时，A恰好过x=55cm处，B恰好过x=70cm处，则由图可知：

（1）两滑块在x= ______cm处相碰．

（2）两滑块在第一次闪光后t= ______s时发生碰撞．

（3）若碰撞过程中满足动量守恒，则A、B两滑块的质量比为______ ．

7. 某同学做验证动量守恒定律的实验，使A、B两滑块在一水平长直气垫导轨上相碰，用频闪照相机分别在t0=0、t1=Δt、t1=2Δt、t3=3Δt时刻闪光拍照，得到如图所示照片，其中B像有重叠，已知x轴上单位长度为L，m A=m，，向右为正方向，请完成下列填空．

（1）若碰前B静止，则碰撞发生在t=_______时刻，碰后B的动量为_________（用m、L、Δt表示）；

（2）若碰后B静止，则碰前A的动量为________，碰前B的动量为_____（用m、L、Δt表示）.

8. 为了验证动量守恒定律（探究碰撞中的不变量），某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：

步骤1：在A、B的相撞面分别装上粘扣，以便二者相撞以后能够立刻连接为整体；

步骤2：安装好实验装置如图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；

步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一张多次曝光的数码照片；

步骤4：多次重复步骤3，得到多张照片，挑出其中最理想的一张，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图所示.

（1）由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置___________.