自由落体运动验证动量守恒定律
2024年新疆高三高考三模理综全真演练物理试题(基础必刷)
2024年新疆高三高考三模理综全真演练物理试题（基础必刷）一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题位于的波源P从时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正、负方向传播，在时波源停止振动，时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置，质点b的平衡位置。
下列说法正确的是（ ）A．波的传播速度为0.75m/sB．波源沿y轴负方向起振C．质点a的振幅为15cmD．在0到2s内，质点b运动总路程是3m第(2)题如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。
一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光（ ）A．在边的折射角为B．在边的入射角为C．不能从边射出D．不能从边射出第(3)题铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）A．B．C．D．第(4)题如图所示，一抛物线形状的光滑导轨竖直放置，固定在B点，O为导轨的顶点，O点离地面的高度为h，A在O点正下方，A、B两点相距2h，轨道上套有一个小球P，小球P通过轻杆与光滑地面上的小球Q相连，两小球的质量均为m，轻杆的长度为2h。
现将小球P从距地面高度为处由静止释放，下列说法正确的是（ ）A．小球P即将落地时，它的速度大小为B．小球P即将落地时，它的速度方向与水平面的夹角为30°C．从静止释放到小球P即将落地，轻杆对小球Q做的功为D．若小球P落地后不反弹，则地面对小球P的作用力的冲量大小为第(5)题关于自由落体运动,下列说法正确的是( )A．加速度为g B．是匀速直线运动C．物体受重力和空气阻力D．质量越大的物体下落越快第(6)题研究光电效应电路如图所示。
用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。
下列光电流I与A、K之间的电压的关系图象中，正确的是___________。
高中物理实验报告大全
实验名称探究自由落体运动的规律实验人 1 2指导教师日期实验目的: 1．研究自由落体运动2．测量重力加速度g值。
实验器材:铁架台、学生电源、电磁打点计时器、导线、纸带、重锤实验原理:自由落体运动是匀加速直线运动，速度v 与时间t 满足关系v=gt，v-t 图像是一条直线，直线的斜率为重力加速度g 值。
由h=1/2 gt2，经过0.02s 纸带下落的位移约为2mm，所以，实验中选前两个点间距为2mm 的纸带进行研究。
实验步骤:1．把铁架平台放在桌面边缘上，将打点计时器固定在铁架台上，注意打点计时器的安装要使两个限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力。
2.纸带下端挂重物、穿过打点计时器，上端用夹子夹好，并调整纸带顺利穿过限位孔，用手托住重物。
3．接通电源，待打点稳定后打开夹子，释放纸带；4．纸带离开打点计时器后，关闭电源，取下纸带；5．换上新纸带，重复操作三次。
6．在纸带下端重新换上另一重物，重复上述操作，打完后立即关闭电源。
7．换上新纸带，重复操作三次。
8．选取两条比较好的纸带将所得纸带中各点的速度计算出来填入下列表格中：实验数据处理:根据下表50g钩码的数据在坐标纸上绘制速度—时间图像：织带粘贴处：50g钩码100g钩码123456实验结论:1、自由落体的运动轨迹是_______，速度方向__________;位移h与时间t的平方成____________；2观察图像特点，总结出物体在重物的牵引下速度随时间的变化关系，得出自由落体的加速度大小g=______。
实验名称探究弹簧的伸长与弹力的关系实验人 1 2指导教师日期实验目的:探究弹簧的_______与________的关系。
实验器材:铁架台，金属横杆（带铁夹），弹簧（带指针），钩码，米尺。
实验原理:用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，用直尺测量弹簧的伸长或总长，根据实验所测量实验数据，探索弹簧弹力和弹簧_______________之间的定量关系.实验步骤:（1）将弹簧悬挂在铁架台上,让其自由下垂。
高中物理动量守恒定律的实验验证
高中物理动量守恒定律的实验验证在高中物理的学习中，动量守恒定律是一个极其重要的概念。
它不仅在理论上有着深刻的意义，在实际的科学研究和工程应用中也发挥着关键作用。
为了更深入地理解和掌握这一定律，通过实验进行验证是必不可少的环节。
动量守恒定律指出，如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。
简单来说，就是在一个封闭的系统中，相互作用的物体在碰撞前后，它们的总动量是相等的。
要验证动量守恒定律，我们可以设计多种实验。
其中，较为常见且易于操作的是“气垫导轨上的滑块碰撞实验”。
在这个实验中，气垫导轨是关键的实验设备。
它通过喷出的气体在导轨和滑块之间形成一层薄薄的气膜，大大减小了滑块与导轨之间的摩擦力，从而可以近似地认为滑块在水平方向上不受外力作用。
实验中，我们使用两个质量不同的滑块，分别在滑块上安装遮光片。
通过光电门和计时器，可以精确测量滑块通过光电门的时间，进而计算出滑块通过光电门时的速度。
当两个滑块在气垫导轨上发生碰撞时，我们分别记录碰撞前、后两个滑块通过光电门的速度。
根据动量的定义，动量等于质量乘以速度。
分别计算碰撞前两个滑块的总动量和碰撞后两个滑块的总动量，如果两者相等，就验证了动量守恒定律。
在进行实验操作时，需要注意一些细节。
比如，要确保气垫导轨水平放置，否则滑块会受到重力的分力影响，导致实验结果不准确。
还要保证遮光片能够准确地通过光电门，并且光电门的位置要固定好，以减小测量误差。
除了气垫导轨上的滑块碰撞实验，还有“平抛运动验证动量守恒定律”的实验。
这个实验的原理是利用平抛运动的水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的特点。
实验中，让一个小球从斜槽的顶端滚下，与放在斜槽末端的另一个静止小球发生碰撞。
碰撞后，两小球分别做平抛运动。
通过测量两小球平抛运动的水平位移，结合平抛运动的时间，可以计算出碰撞前后两小球的水平速度。
再根据动量的定义，计算碰撞前后两小球的总动量。
在这个实验中，要注意斜槽末端的切线要水平，保证小球离开斜槽后做平抛运动。
运动物体的能量守恒与动量守恒定律分析
运动物体的能量守恒与动量守恒定律分析运动物体的能量守恒与动量守恒定律是物理学中重要的基本原理，它们揭示了物体在运动过程中能量和动量的守恒规律。
本文将从理论和实践两个方面分析这两个定律的原理和应用。
一、能量守恒定律能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量的总量在任何时刻都保持不变。
对于运动物体而言，其能量守恒定律可以分为动能守恒和势能守恒两个方面。
动能守恒是指物体在运动过程中，其动能的总量保持不变。
动能的大小与物体的质量和速度有关，可以用公式E=1/2mv²表示，其中E为动能，m为物体的质量，v为物体的速度。
当物体在运动过程中没有受到外力的作用时，动能守恒定律成立。
例如，一个自由落体的物体在下落过程中，只受到重力的作用，没有其他外力的干扰，其动能将保持不变。
势能守恒是指物体在运动过程中，其势能的总量保持不变。
势能是由物体所处位置决定的，常见的有重力势能、弹性势能等。
在没有外力做功的情况下，势能守恒定律成立。
例如，一个弹簧被压缩后释放，弹簧的势能会转化为物体的动能，当物体再次回到原来位置时，其势能又会恢复到原来的大小。
能量守恒定律在日常生活中有着广泛的应用。
例如，我们乘坐电梯上楼时，电梯的势能会转化为我们的动能，使我们能够上升到目标楼层。
再例如，我们玩弹球游戏时，弹球在碰撞过程中动能的转化使得游戏更加有趣。
二、动量守恒定律动量守恒定律是指在一个封闭系统中，物体的总动量在任何时刻都保持不变。
动量的大小与物体的质量和速度有关，可以用公式p=mv表示，其中p为动量，m为物体的质量，v为物体的速度。
当物体在运动过程中没有受到外力的作用时，动量守恒定律成立。
动量守恒定律在碰撞过程中有着重要的应用。
碰撞可以分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种情况。
弹性碰撞是指碰撞物体在碰撞过程中动能守恒，并且碰撞前后物体的动量大小和方向都保持不变。
例如，两个弹球碰撞后，它们的动量之和仍然保持不变。
非弹性碰撞是指碰撞物体在碰撞过程中动能不守恒，但总动量仍然保持不变。
北京各区2024年高考物理二模真题专题汇编专题10实验题专题讲练__力学部分含解析
专题10 试验题——力学部分1、验证动量守恒定律【2024顺义二模】（1）在“验证动量守恒定律”的试验中，将仪器按要求安装好后起先试验，如图所示。
第一次不放被碰小球，干脆将入射小球从斜槽轨道上某位置由静止释放；其次次把被碰小球干脆静止放在斜槽末端的水平部分，让入射小球仍从斜槽轨道上的同一位置由静止释放。
在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O 、A 、B 、C ，设入射小球和被碰小球的质量分别为m 1、m 2，则下列说法中正确的有 。
A ．第一、二次入射小球的落点分别是B 、AB ．其次次被碰小球的落点是BC ．入射小球的质量应当小于被碰小球的质量D ．若碰撞过程动量守恒，在误差允许的范围内应满意：m 1·AB =m 2·OC【答案】（1）AD【考点】：验证动量守恒定律【解析】：两球碰后被碰球m 2的速度最大，落点最远，即图中C 点；因为碰撞时m 1把一部分能量给了m 2，所以碰后m 1的速度就会小于碰前的速度，碰后落点位置较之前就会靠左一些，因此B 点是不放m 2、m 1的落点位置，A 点是两球碰后m 1的落点位置，故A 选项正确，B 选项错误；本试验要求2m m >1。
假如2m m =1，发生的是非弹性碰撞，就会出现m 1以一个微小的速度飞出，2m 以稍小于碰前m 1的速度水平飞出，此种状况水平位移测量误差较大；假如2m m <1，碰后会出现m 1反向弹回，由于斜槽上摩擦力的作用，再返回来水平抛出的初速度就必定和原来碰前的不同了，导致无法验证动量守恒，所以C 选项错误；若碰撞过程动量守恒，在误差允许的范围内必有：，即，亦即，所以D 选项正确。
【2024丰台二模】21．（18分）在“验证动量守恒定律”的试验中，甲、乙两位同学采纳了不同的试验方案。
（1）如图1所示，甲同学利用“碰撞试验器”验证动量守恒定律。
①试验中，斜槽轨道末端__________。
（填选项前的字母）A．必需水平B．要向上倾斜C．要向下倾斜②若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2。
高中物理实验要点
加速时空加速时空把握未来 高中物理实验复习要点整理一、验证性实验⑴验证力的平等四边形定则1：目的：验证平行四边形法则。
2.器材：方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺,34523．实验条件：a．入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1 >m2)b．入射球半径等于被碰球半径c．入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。
d．斜槽未端的切线方向水平e．两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上4．主要测量量：a．用天平测两球质量m1、m2b．用游标卡尺测两球的直径，并计算半径。
C．确定小球的落点位置时，应以每次实验的落点为参考，作一尽可能小的圆，将各次落点1232 456ab12mm，每格与主尺最小分度差0.05(即二十分子一)mm; 50分度的卡尺，游标总长度为49mm，分成50等份，每等份为49/50mm，每格与主尺最小分度差0.02(即1/50)mm; (2)读数方法：以洲标尺的零刻线对就位置读出主尺上的整毫米数，再读出洲标尺上的第几条线一心尽的某条线重合，将对齐的洲标尺刻度线数乘以该卡尺的精确度（即总格的倒数），将主尺读数与游标读数相加即得测量值。
●螺旋测微器（1）工作原理：每转一周，螺杆运动一个螺距0.5mm，将它等分为50等份，则每转一份即表示0.01mm，故它精确到0.01mm即千分之一厘米，故又叫千分尺。
（2）读数方法：先从主尺上读出露出的刻度值，注意主尺上有整毫米和半毫米两行刻线，不要漏读半毫米值。
再读可动刻度部分的读数，看第几条刻度线与主尺线重合（注意估读），乘以0.01mm即为可动读数，再将固定与可动读数相加即为测量值。
注意：螺旋测微器读1234abcd1234平衡，痱子粉应均匀浮在水面上（3）向水面滴酒精溶液时应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。
（4）向水面只能滴一滴油酸溶液（5）计算分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是酒精油酸溶液，应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度（4）测定金属的电阻率1．电路连接方式是安培表外接法，而不是内接法。
各种运动方式下力矩和角动量守恒
各种运动方式下力矩和角动量守恒力矩和角动量是力学中两个重要的物理量，它们在各种运动方式下都是守恒的。
本文将从力矩和角动量的定义、原理和运动方式的角度探讨它们的守恒性质。
一、力矩的定义和原理力矩是指力对物体产生的扭矩，用矢量形式表示为M=r×F，其中r为力臂，F为作用力的矢量。
力矩的方向与力臂和作用力构成的平面垂直，大小则为力臂长度与力的大小的乘积，即M=Fr。
力矩描述了物体绕一定点转动的难易程度，是转动运动的重要量。
根据牛顿第二定律，力矩的变化率等于力学角动量的变化率。
这是因为力矩的产生和角动量的变化密切相关。
二、角动量的定义和原理角动量是指物体绕一定点旋转时所具有的动量，用矢量形式表示为L=r×p，其中r为物体到旋转轴的距离，p为物体的动量矢量。
角动量的大小等于动量大小和力臂长度的乘积，即L=r×p=rmv，其中m为物体的质量，v为物体的速度。
根据牛顿第二定律，角动量的变化率等于力学力矩的变化率。
这是因为角动量的变化与力矩的作用密切相关。
三、各种运动方式下力矩和角动量的守恒1. 直线运动直线运动是指物体在直线轨道上做匀速直线运动的状态。
在这种运动方式下，物体的角动量和力矩均为零，因为物体没有绕任何一个轴进行旋转。
2. 曲线运动曲线运动是指物体在曲线轨道上运动的状态。
在这种运动方式下，物体会绕轨道中心进行圆周运动，产生角动量和力矩。
但在没有外力作用下，角动量和力矩的大小保持不变，即角动量和力矩守恒。
3. 自由落体运动自由落体运动是指物体在重力作用下做自由落体运动的状态。
在这种运动方式下，物体会绕垂直于地面的轴进行旋转，产生角动量和力矩。
但在没有外力作用下，角动量和力矩的大小保持不变，即角动量和力矩守恒。
4. 抛体运动抛体运动是指物体在抛体轨道上运动的状态。
在这种运动方式下，物体会绕垂直于抛体轴的轴进行旋转，产生角动量和力矩。
但在没有外力作用下，角动量和力矩的大小保持不变，即角动量和力矩守恒。
实验讲义-8-验证动量守恒定律(答案版)
G
P
R
Q
定位卡 入射球
靶球
O
MP N
m1 m2
O
MPN
2
实验：验证动量守恒定律
2020 年 4 月 3 日
【问题】 1．验证一维碰撞中动量守恒，理论上应当验证什么关系式？测量哪些物理量？
2．采用空中水平对心碰撞验证动量守恒，需要测量哪几个物理量？其中哪个量的测量比较 困难？为了解决这个问题，本实验把这个物理量的测量变换成了对哪个物理量的测量？变换 后验证动量守恒的关系式是怎样的？
G．测量平抛射程 OM、ON
（4）小球 m2 落点痕迹如下图所示，其中刻度尺放置方向合适，刻度尺的零点与 O 点 对齐。碰撞后小球 m2 的水平射程应取为__________cm
记录纸
批注 [1]: A 批注 [魏2]: C 批注 [魏3]: AFG 前后顺序可调换
批注 [魏4]: 65.6
刻度尺 4
复写纸
小球做平抛运动的下落高度相同，它们在空中飞行的时间相等．若用小球的飞行时间作时间
单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度．因此，只要测出两小球的质
量 m1、m2，再测出不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离 x1，以及入射小球与被
碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离 x1'和 x2'．若
A．小球开始释放的高度 h B．小球抛出点距地面的高度 H C．小球平抛运动的射程
（3）图中 O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球 m1 多次从 斜面上 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 静置与轨道水平部分，再将入射小球 m1 从斜轨上 S 位置静止释放，与小球 m2 相碰，并多
湖南省长沙市长沙县第九中学高三物理上学期第四次月考试题(含解析)
2.如图，为细绳拉某重物M的简化装置简化图，轻杆OA为可绕O点且垂直于纸面的轴转动的杆，AB为轻绳，重物M平衡时角度关系如图所示，轻杆OA在a、b、c图中受力分别为F1、F2、F3的大小关系正确的是（ ）
B. C. D.
8.如图所示，图 1 是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体， 在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q= （a、b为大于零的常数），其图象如图2所示，那么图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是
A.
B.
C.
D.s1-s2=s2-s1
【答案】A
【解析】
【详解】A.由运动学公式可知： ，故
三次下落中位移与时间平方的比值一定为定值，伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动。故A项正确；
B. 小球在斜面上三次运动的位移不同，末速度一定不同，故B项错误；
C. 由v=at可得，
，
三次下落中的加速度相同，故公式正确，但是不是当是伽利略用来证用匀变速直线运动的结论；故项C错误；
10.如图所示，一个质量为m、带电荷量为+q的圆环，套在水平放置的粗糙绝缘细杆上，圆环直径略大于细杆直径。已知细杆处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，给圆环初速度 使其向右运动起来，在运动过程中圆环的电荷量不变，经历变速运动后圆环最终处于平衡状态。则从开始运动到最终处于平衡状态，圆环克服摩擦力做的功可能为（ ）
【答案】D
【解析】
A、人与车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得：mv人+Mv车=0，故车的方向一定与人的运动方向相反；故人与车的速度方向相反，人在车上向右行走时，车将向左运动，故A错误；B、因总动量为零，故人停止走动速度为零时，车的速度也为零，故B错误；C、D、因人与车的运动时间相等，动量守恒，以人的方向为正方向，则有：mx人-Mx车=0；故车与人的位移之比为： 不变；则车的位移与人的运动速度无关，不论人的速度多大，车在地面上移动的距离都相等；故C错误，D正确。故选D。
动量守恒定律典型模型及其应
A． pA'6kgmpB /'s 6kgm
B．p A ' 3 kg /smp B ' 9 kg /sm
C． p A ' 2 kg /sm p B ' 1k4 g /sm
D．p A ' 4 kg /整s 理课件m p B ' 1k7 g /sm
例2．在光滑的水平面上，有A、B两球沿同一直 线向右运动（如图1）．已知碰撞前两球的动量 分 别 为 ： pA ＝ 12 kg·m ／ s ， pB ＝ 13 kg·m ／ s．碰撞后它们的动量变化是ΔpA、ΔpB 有可能的 是：
整理课件
m1 m2
2 特例：质量相等的两物体发生弹性正碰
v1
m1 m2 v10 2m2v20 m1 m2
v2
m2 m1 v20 2m1v10 m1 m2
碰后实现动量和动能的全部转移 （即交换了速度)
整理课件
完全非弹性碰撞
碰撞后系统以相同的速度运动 vFra bibliotek=v2=v 动量守恒：
和F2。
AB
• 求：
• （１）第一次打击后A球的最大速度。
• （２）F2：F1的最小值。（结果可用
根号表示）
整理课件
类碰撞中绳模型
• 如图所示，光滑水平面上有两个质量相等的物 体，其间用一不可伸长的细绳相连，开始B静 止，A具有（规定向右为正）的动量，开始绳 松弛，那么在绳拉紧的过程中，A、B动量变 化可能是（ ）
3、人船模型的适用条件是：两个物体组成的 系统动量守恒，系统的合动量为零。
整理课件
例. 质量为m的人站在质量为M，长为L的静止小船的右 端，小船的左端靠在岸边。当他向左走到船的左端时， 船左端离岸多远？
高中物理实验(平抛运动与自由落体运动)
高中物理实验（平抛运动与自由落体运动）教师操作：组装仪器;使底座成水平状态，将两个钢球分别放置在角铁两端的圆窝内，压下扳机，在弹簧的拉力下，角铁发生转动，左边钢球离开圆窝做平抛运动，同时右端角铁后退，右边钢球做自由落体运动;变换弹簧的拉孔，重复实验。
实验结论：在同一高度上的两个物体，同时开始运动，一个做自由落体运动，另一个做平抛运动，不论平抛物体的水平初速度有多大，它与自由下落的物体总是同时落地的;平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
长度的测量会使用游标卡尺和螺旋测微器，掌握它测量长度的原理和方法.研究匀变速直线运动打点计时器打下的纸带。
选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后(每隔5个间隔点)取一个计数点A、B、C、D…。
测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3…利用打下的纸带可以：⑶利用任意相邻的两段位移求a：如⑷利用v-t图象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出v-t图线，图线的斜率就是加速度a。
注意事项：每隔5个时间间隔取一个计数点，是为求加速度时便于计算。
所取的计数点要能保证至少有两位有效数字探究弹力和弹簧伸长的关系(胡克定律)探究性实验利用右图装置，改变钩码个数，测出弹簧总长度和所受拉力(钩码总重量)的多组对应值，填入表中。
算出对应的弹簧的伸长量。
在坐标系中描点，根据点的分布作出弹力F随伸长量x而变的图象，从而发确定F-x间的函数关系。
解释函数表达式中常数的物理意义及其单位。
验证力的平行四边形定则目的：实验研究合力与分力之间的关系，从而验证力的平行四边形定则。
器材：方木板、白纸、图钉、橡皮条、弹簧秤(2个)、直尺和三角板、细线该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的效果，看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的合成的平行四边形定则。
注意事项：使用的弹簧秤是否良好(是否在零刻度)，拉动时尽可能不与其它部分接触产生摩擦，拉力方向应与轴线方向相同。
物理动量守恒定律试题类型及其解题技巧含解析
物理动量守恒定律试题类型及其解题技巧含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．(16分）如图,水平桌面固定着光滑斜槽，光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物块通过衔接处时速率没有改变。
质量m1=0.40kg的物块A从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m处下滑，并与放在水平木板左端的质量m2=0.20kg的物块B相碰,相碰后物块B滑行x=4.0m到木板的C点停止运动，物块A滑到木板的D点停止运动。
已知物块B与木板间的动摩擦因数=0.20,重力加速度g=10m/s2,求：(1) 物块A沿斜槽滑下与物块B碰撞前瞬间的速度大小；(2) 滑动摩擦力对物块B做的功；(3) 物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能。
【答案】（1）v0=4.0m/s（2）W=-1.6J（3）E=0.80J【解析】试题分析：①设物块A滑到斜面底端与物块B碰撞前时的速度大小为v0，根据机械能守恒定律有m1gh＝12m12v (1分)v02gh，解得：v0＝4.0 m/s(1分)②设物块B受到的滑动摩擦力为f，摩擦力做功为W，则f＝μm2g(1分)W＝－μm2gx解得：W＝－1.6 J(1分)③设物块A与物块B碰撞后的速度为v1，物块B受到碰撞后的速度为v，碰撞损失的机械能为E，根据动能定理有－μm2gx＝0－12m2v2解得：v＝4.0 m/s(1分)根据动量守恒定律m1v0＝m1v1＋m2v(1分)解得：v1＝2.0 m/s(1分)能量守恒12m12v＝12m121v＋12m2v2＋E(1分)解得：E＝0.80 J(1分)考点：考查了机械能守恒，动量守恒定律2．如图所示，质量M=1kg的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上，凹槽部分嵌有cd 和ef两个光滑半圆形导轨，c与e端由导线连接，一质量m=lkg的导体棒自ce端的正上方h=2m处平行ce由静止下落，并恰好从ce端进入凹槽，整个装置处于范围足够大的竖直方向的匀强磁场中，导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好。
专题突破练 专题七 第23练 力学实验(一) 纸带、光电门类实验
第23练力学实验(一)纸带、光电门类实验1．(2022·辽宁卷·12)某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带(宽度用d表示)．实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器．光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔Δt.(1)除图中所用的实验器材外，该实验还需要________________(填“天平”或“刻度尺”)；(2)该同学测得遮光带(透光带)的宽度为4.50 cm，记录时间间隔的数据如表所示；编号1遮光带2遮光带3遮光带…Δt/(×10－3s)73.0438.6730.00…根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为v3＝______ m/s (结果保留两位有效数字)；(3)某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为Δt1、Δt2，则重力加速度g＝________(用d、Δt1、Δt2表示)；(4)该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案(1)刻度尺(2)1.5(3)2d(Δt1－Δt2)Δt1Δt2(Δt1＋Δt2)(4)光栅板受到空气阻力的作用解析(1)该实验测量重力加速度，不需要天平测质量；需要用刻度尺测量遮光带(透光带)的宽度，故需要刻度尺．(2)根据平均速度的计算公式可知v ＝d Δt ＝4.5×10－2m 30×10－3 s＝1.5 m/s. (3)根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的速度，有 v 1＝d Δt 1，v 2＝dΔt 2，v 2＝v 1＋g (Δt 2＋Δt 12)可得g ＝2d (Δt 1－Δt 2)Δt 1Δt 2(Δt 1＋Δt 2).(4)光栅板的长度明显，下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于重力加速度．2．(2022·河北卷·11)某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．弹簧的劲度系数为k ，原长为L 0，钩码的质量为m .已知弹簧的弹性势能表达式为E ＝12kx 2，其中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g .(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L .接通打点计时器电源．从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带．钩码加速上升阶段的部分纸带如图乙所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T (在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A 点)．从打出A 点到打出F 点时间内，弹簧的弹性势能减少量为________，钩码的动能增加量为________________，钩码的重力势能增加量为________________．(2)利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h 的关系，如图丙所示．由图丙可知，随着h 增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是_________________________________________________________.答案 (1)k (L －L 0)h 5－12kh 52 m (h 6－h 4)28T 2mgh 5 (2)见解析解析 (1)从打出A 点到打出F 点时间内，弹簧的弹性势能减少量为 ΔE p 弹＝12k (L －L 0)2－12k (L －L 0－h 5)2整理有ΔE p 弹＝k (L －L 0)h 5－12kh 52打F 点时钩码的速度为v F ＝h 6－h 42T则钩码的动能增加量为 ΔE k ＝12m v F 2－0＝m (h 6－h 4)28T 2钩码的重力势能增加量为ΔE p 重＝mgh 5(2)钩码机械能的增加量，即钩码动能和重力势能增加量的总和，若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少量等于钩码机械能的增加量．现在随着h 增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，而两条曲线在纵向的间隔即阻力做的功，则产生这个问题的主要原因是钩码和纸带运动的速度逐渐增大，导致空气阻力逐渐增大，空气阻力做的功也逐渐增大．3．(2021·湖南卷·11)某实验小组利用图甲所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系．主要实验步骤如下：(1)用游标卡尺测量垫块厚度h，示数如图乙所示，h＝________ cm；(2)接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；(3)在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；(4)在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数n和滑块对应的加速度a；(5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同)，重复步骤(4)，记录数据如下表：n 12345 6a/(m·s－2)0.0870.1800.2600.4250.519根据表中数据在图丙上描点，绘制图线．如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是________m/s2(保留三位有效数字)．答案(1)1.02(5)见解析图0.343(0.341～0.345均可)解析(1)垫块的厚度为h＝1 cm＋2×0.1 mm＝1.02 cm(5)绘制图线如图；根据mg ·nhl＝ma可知a 与n 成正比关系，则根据图像可知，斜率 k ＝0.67＝a 4解得a ≈0.343 m/s 2.4．(2022·全国甲卷·23)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究．让质量为m 1的滑块A 与质量为m 2的静止滑块B 在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A 和B 的速度大小v 1和v 2，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞．完成下列填空：(1)调节导轨水平；(2)测得两滑块的质量分别为0.510 kg 和0.304 kg.要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为________ kg 的滑块作为A ；(3)调节B 的位置，使得A 与B 接触时，A 的左端到左边挡板的距离s 1与B 的右端到右边挡板的距离s 2相等；(4)使A 以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B 碰撞，分别用传感器记录A 和B 从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t 1和t 2；(5)将B 放回到碰撞前的位置，改变A 的初速度大小，重复步骤(4)．多次测量的结果如下表所示；1 2 3 4 5 t 1/s 0.49 0.67 1.01 1.22 1.39 t 2/s 0.15 0.21 0.33 0.40 0.46 k ＝v 1v 20.31k 20.330.330.33(6)表中的k 2＝________(保留2位有效数字)；(7)v 1v 2的平均值为______(保留2位有效数字)； (8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由v 1v 2判断．若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则v 1v 2的理论表达式为____________(用m 1和m 2表示)，本实验中其值为________(保留2位有效数字)，若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A 与滑块B 在导轨上的碰撞为弹性碰撞．答案 (2)0.304 (6)0.31 (7)0.32 (8)v 1v 2＝m 2－m 12m 10.34解析 (2)用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选0.304 kg 的滑块作为A .(6)由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得k 2＝v 1v 2＝t 2t 1＝0.210.67＝0.31.(7)v 1v 2的平均值为 k ＝0.31＋0.31＋0.33＋0.33＋0.335＝0.32.(8)弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒，可得m 1v 0＝－m 1v 1＋m 2v 2 12m 1v 02＝12m 1v 12＋12m 2v 22 联立解得v 1v 2＝m 2－m 12m 1，代入数据可得v 1v 2＝0.34.1.(2022·天津市十二区重点学校联考)利用如图甲所示的装置研究自由落体运动．实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会在纸带上打出一系列的点．(1)本实验采用电火花计时器，所接电源应为电压________ V ，频率为50 Hz 的交流电，打点的时间间隔是______ s ；(2)取下纸带，取其中的一段标出计数点如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为x 1＝2.60 cm ，x 2＝4.14 cm ，x 3＝5.69 cm ，x 4＝7.22 cm ，x 5＝8.75 cm ，x 6＝10.29 cm ，打点计时器的打点间隔为T ，则重物运动的加速度计算表达式为a ＝________，代入数据，可得加速度大小a ＝________ m/s 2；(计算结果保留三位有效数字)(3)实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：________. 答案 (1)220 0.02 (2)x 6＋x 5＋x 4－x 3－x 2－x 136T 29.60 (3)下降过程中重物受到空气阻力、纸带受到摩擦阻力等解析 (1)采用电火花计时器，所接电源应为电压220 V ，频率为50 Hz 的交流电，打点的时间间隔是T ＝1f ＝0.02 s(2)根据Δx ＝at 2，则有 a ＝x 6＋x 5＋x 4－x 3－x 2－x 1(3×2T )2＝x 6＋x 5＋x 4－x 3－x 2－x 136T2≈9.60 m/s 2 (3)实验中重物会受到纸带与限位孔之间的摩擦力以及空气阻力的影响，因此实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值．2．(2022·河北邯郸市一模)某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度与物体受力的关系，已知小车的质量为M ，砝码盘及砝码的总质量为m ，打点计时器所接的交流电的频率为f ，定滑轮和动滑轮受到的阻力可忽略不计．实验步骤如下：①按图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；②取下砝码盘，调节长木板的倾角，轻推小车，使小车能沿长木板向下匀速运动，记下此时弹簧测力计的示数F 0；③挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，记下弹簧测力计的示数F 1，由纸带求出小车的加速度a 1；④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，记下弹簧测力计的示数F i ，求得小车在不同合力作用下的加速度a i .(1)对于该实验方案，下列说法正确的是________． A ．实验过程中一定要保持M ≫mB ．与小车相连的细线跟长木板一定要平行C ．补偿摩擦力时，即步骤②中一定不能挂上砝码盘D ．当弹簧测力计的示数为F 1时，小车受到的合力大小为F 1－F 0－mg(2)实验过程中打出的一条纸带如图乙所示，1、2、3、4、5为计数点，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，则打点计时器在打计数点“4”时，小车的速度大小为______，加速度的大小为_______(用字母x 1、x 2、x 3、x 4和f 表示)；若x 1＝6.02 cm ，x 2＝6.89 cm ，x 3＝7.77 cm ，x 4＝8.66 cm ，f ＝50 Hz ，则小车的加速度大小a ＝________ m/s 2.(结果保留两位有效数字) (3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a 与弹簧测力计的示数F 的关系图像，下列四幅图中，与本实验相符合的是________．答案 (1)B (2)(x 3＋x 4)f 10 x 3＋x 4－x 1－x 2100f 2 0.88 (3)B解析 (1)实验中因为弹簧测力计可直接读出细线的拉力大小，所以不一定要保持M ≫m ，故A 错误；补偿摩擦力时，步骤②中也可以挂上砝码盘，只要保证小车匀速下滑，即与小车相连的细线与长木板平行即可，故B 正确，C 错误；小车运动过程中受到的合力大小，应为弹簧测力计的示数F i 减去小车匀速下滑时弹簧测力计的示数F 0，D 错误．(2)相邻计数点之间的时间间隔T ＝5f ，打下计数点“4”时，小车的速度大小v 4＝x 3＋x 42T ＝(x 3＋x 4)f 10，根据逐差法有Δx ＝aT 2，可得a ＝x 3＋x 4－x 1－x 2100f 2＝0.88 m/s 2. (3)根据牛顿第二定律可得F －F 0＝ma ，解得a ＝1m F －1m F 0，可知a 与F 是一次函数关系，且与横轴有交点，故选B.3.(2022·四川省师范大学附属中学二诊)如图所示的实验装置可以用来验证牛顿第二定律F ＝ma .实验器材有铁架台、长木板、一个表面光滑的金属小球、秒表和毫米刻度尺．主要实验步骤有：①铁架台放在水平桌面上，然后将铁架台和长木板搭建一个倾角可调斜面； ②在斜面上标记出P 、Q 两点，并用毫米刻度尺测量出P 、Q 两点间的距离L ； ③让一个金属小球从斜面上P 点由静止释放，用秒表记下小球从P 运动到Q 的时间t ； ④用毫米刻度尺测量出P 、Q 两点与桌面之间的距离h 1、h 2； ⑤改变长木板的倾角，重复步骤③、④，得到多组实验数据．(1)小球在斜面上运动的加速度大小为________；若已知小球的质量为m ，重力加速度大小为g ，小球受到的摩擦力和空气阻力均不计，则小球在斜面上运动时受到的合外力大小为________；(2)若关系式2L 2＝________成立，则说明牛顿第二定律F ＝ma 成立． 答案 (1)2Lt 2 mg h 1－h 2L(2)g (h 1－h 2)t 2解析 (1)根据匀变速直线运动位移与时间关系有L ＝12at 2所以小球在斜面上运动的加速度大小为a ＝2Lt 2设斜面倾角为θ，则sin θ＝h 1－h 2L由题意可知，小球在斜面上运动时受到的合外力为F ＝mg sin θ＝mg h 1－h 2L .(2)若牛顿第二定律F ＝ma 成立，则mg h 1－h 2L ＝m 2Lt2化简得2L 2＝g (h 1－h 2)t 2.4．(2022·云南昆明市一模)某同学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，左侧与穿过打点计时器(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．已知滑块A 的质量m 1＝300 g ，滑块B 的质量m 2＝100 g ，将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一水平向右的瞬间冲量，使它与静止的滑块B 相碰，碰后光电计时器显示的挡光时间为Δt ＝3.200 ms.(所有计算结果均保留2位有效数字)(1)该同学用螺旋测微器测得该遮光片的宽度d 如图乙所示，则d ＝________ mm ，两滑块碰撞后滑块B 的速度大小v B ＝________ m/s ；(2)碰撞前后打出的纸带如图丙所示．已知打点计时器所用的交流电的频率f ＝50 Hz ，根据纸带数据可得两滑块碰撞前瞬间滑块A 的速度大小v 1＝________ m/s ，碰撞后瞬间滑块A 的速度大小v 2＝________ m/s ；(3)定义δ＝⎪⎪⎪⎪p －p ′p ×100%为实验的相对误差(其中p 为碰撞前滑块A 、B 总动量，p ′为碰撞后滑块A 、B 总动量)，物理实验要求δ≤5%.计算本实验的相对误差δ＝__________. 答案 (1)9.600(9.599～9.601均可) 3.0 (2)2.0 0.95 (3)2.5%解析 (1)用螺旋测微器测得该遮光片的宽度d ＝9.5 mm ＋10.0×0.01 mm ＝9.600 mm两滑块碰撞后滑块B 的速度大小v B ＝d Δt ＝9.600×10－33.200×10－3m/s ＝3.0 m/s(2)碰撞前瞬间滑块A 的速度大小 v 1＝4.0×10－20.02 m/s ＝2.0 m/s碰撞后瞬间滑块A 的速度大小 v 2＝1.90×10－20.02m/s ＝0.95 m/s(3)碰前总动量p ＝m 1v 1＝0.600 kg·m/s 碰后总动量p ′＝m 1v 2＋m 2v B ＝0.585 kg·m/s 则δ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪p －p ′p ×100%＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪0.600－0.5850.600×100%＝2.5%.5．(2022·山东青岛市高三期末)为了消除空气阻力对实验结果的影响，某实验小组用如图甲所示实验装置做验证机械能守恒定律实验，牛顿管竖直固定在铁架台上，光电门固定在牛顿管的外侧，紧贴牛顿管外侧再固定刻度尺(图中未画出)，启动抽气泵，将牛顿管内的空气抽出，已知橡胶球的质量为m ，当地重力加速度为g .(1)先用游标卡尺测量橡胶球直径d ，如图乙所示，则小球直径d ＝________ mm ； (2)从刻度尺上读取橡胶球球心和光电门中心对应的刻度值l 1、l 2.将橡胶球由静止释放，记录橡胶球第一次通过光电门的挡光时间Δt 1；(3)要验证橡胶球下落过程中机械能是否守恒，只需比较________与________是否相等即可；(用上面测得数据符号表示)(4)该小组要利用该装置进一步探究橡胶球与管底第一次碰撞前后球的机械能损失情况，他们记录了橡胶球第二次通过光电门的挡光时间Δt 2，则碰撞过程中橡胶球损失的机械能为________．答案 (1)6.60 (3)d 22Δt 12 g (l 2－l 1) (4)md 22Δt 12－md 22Δt 22解析 (1)根据游标卡尺的读数规则有6 mm ＋12×0.05 mm ＝6.60 mm (3)要验证橡胶球下落过程中机械能是否守恒，则只需验证v 22＝gh 是否成立根据上面测得数据符号有d 22Δt 12＝g (l 2－l 1)(4)第二次通过光电门时的速度为v ′＝dΔt 2则根据能量守恒有ΔE k ＝12m v 2－12m v ′2＝md 22Δt 12－md 22Δt 22.6．(2022·广东江门市一模)某同学利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来测量滑块与木板间的动摩擦因数．实验装置如图(a)所示，将木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，右端与滑块刚好接触(但不连接)，然后将光电门固定在木板上靠近滑块处．实验步骤如下：(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度d ，其示数如图(b)所示，d ＝________ cm ；(2)将光电门连接计时器，让滑块压缩弹簧至P 点(图(a)中未画出)，释放后滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间为Δt ，再测量滑块停止时的位置与光电门的距离x ，则可用________表示滑块经过光电门时速度的大小； (3)改变P 点的位置，多次重复步骤(2)；(4)若用1Δt 2－x 图像处理数据，所得图像如图(c)所示，设重力加速度大小为g ，则由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________(用物理量的符号表示)． 答案 (1)1.02 (2)d Δt (4)ad 22bg解析 (1)游标卡尺的示数 d ＝10 mm ＋2×0.1 mm ＝1.02 cm.(2)滑块经过光电门时速度的大小为v ＝dΔt①(4)滑块从光电门到停止运动，由牛顿第二定律得μmg ＝ma ② 由匀变速直线运动速度和位移的关系得v 2＝2ax ③ 由①②③可得1Δt 2＝2μgxd2结合题图(c)可得图像的斜率a b ＝2μgd 2解得μ＝ad 22bg.错题统计(题号)对应考点错因分析探究小车速度随时间变化的规律 探究加速度与物体受力、物体质量的关系验证机械能守恒定律 验证动量守恒定律 纸带和光电门类创新实验一、探究小车速度随时间变化的规律 1．纸带的应用(1)判断物体运动性质：若在实验误差允许范围内满足Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝…＝x n －x n －1且Δx 不为零，则可判定物体做匀变速直线运动． (2)求解瞬时速度： v n ＝x n ＋x n ＋12T .(3)用“逐差法”求加速度，例如： a ＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2.2．光电门的应用 (1)测速度光电门主要是测量速度的仪器，设小车上挡板的宽度为d ，挡板遮住光电门光线的时间为Δt ，则小车通过光电门的速度v ＝d Δt .(2)测加速度若已知两个光电门之间的距离为s ，小车通过两个光电门时的速度分别为v 1、v 2，则a ＝v 22－v 122s. 二、探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1．补偿阻力补偿阻力的目的是使细线的拉力作为小车的合外力．若使用气垫导轨，不必补偿阻力． 2．(1)钩码(砂和砂桶)的质量m 远远小于小车的质量M 时，细线的拉力近似等于钩码(砂和砂桶)的总重力．(2)当细线拉力可以直接测量时，如细线与拉力传感器连接(如图甲)或者细线绕过滑轮和弹簧测力计相连(如图乙)，不需要满足m 远远小于M .三、验证机械能守恒定律1．研究对象：单个物体或多个物体．2．实验方案：(1)利用物体做自由落体运动验证机械能守恒．(2)利用物体沿光滑斜面下滑验证机械能守恒．(3)利用滑块在气垫导轨上运动验证机械能守恒．(4)利用摆球的运动验证机械能守恒．(5)利用两物体组成的连接体验证机械能守恒．四、验证动量守恒定律1．速度可以直接测量：通过光电门或计时器测量速度．2．速度不能直接测量：测量其他物理量，例如将速度关系转换为位移关系．3．实验拓展创新：验证动量定理．1．(2022·辽宁省百师联盟联考)用如图(a)所示装置测量当地的重力加速度，在竖直支架的上部固定水平限位板，下部固定光电门．让小球紧贴限位板下表面由静止开始落下，通过光电门时可以记录小球通过光电门的时间．(1)若小球直径为d，小球通过光电门的时间为Δt，则小球通过光电门时的速度大小可表示为________(用题中给出的符号表示)；(2)用游标卡尺测小球直径d ，示数如图(b)所示，则d ＝________ cm ；(3)若某次实验中限位板下表面到光电门的高度为h ，则实验测得当地的重力加速度大小可表示为________(用题中给出的符号表示)． 答案 (1)d Δt (2)1.005 (3)d 2(2h －d )(Δt )2解析 (1)小球通过光电门的平均速度大小为v ＝dΔt(2)游标卡尺的精确度为0.05 mm ，主尺读数为10 mm ，游标尺的第1条刻度线与主尺的某刻度线对齐，则有1×0.05 mm ＝0.05 mm所以测量的读数为10 mm ＋0.05 mm ＝10.05 mm ＝1.005 cm (3)小球下落的高度为h －d 2，根据匀变速运动规律，有v 2＝2g (h －d2)解得g ＝d 2(2h －d )(Δt )2.2．(2022·安徽黄山市质检)小兰同学想利用图甲中的装置测定小车和砝码盘的质量．除图示器材以外，该同学还有N ＝5个砝码，每个砝码的质量为0.020 kg ，为了测得小车质量M 和砝码盘质量m ，该同学设计实验步骤如下：(g ＝10 m/s 2)(1)将5个砝码全部放入小车中，在长木板右下方垫上适当厚度的小物块，在不挂砝码盘时使小车可以在木板上匀速下滑．(2)将n (依次取n ＝1,2,3,4,5)个砝码依次放入砝码盘中，其余(N －n )个砝码仍留在小车内；用手按住小车并使细绳与木板平行．接通电源后释放小车，纸带经数据处理后可得到相应的加速度大小a .(3)当n ＝3时打出的纸带如图乙所示，并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 五个计数点(每相邻两个计数点间还有打点计时器打下的四个点没有画出)，打点计时器电源频率是50 Hz.则小车运动的加速度大小a ＝________ m/s 2.(计算结果保留2位有效数字)(4)以每次所取的砝码数n 为横坐标，小车的加速度a 为纵坐标作出a －n 的函数图像，获得该图像的斜率k ＝0.5 m/s 2，纵轴的截距为b ＝2.5 m/s 2.由以上数据可得小车质量M ＝______ kg和砝码盘质量m ＝________ kg. 答案 (3)0.40 (4)0.2 0.1解析 (3)由题知，相邻计数点间的时间间隔为T ＝5×0.02 s ＝0.1 s 利用逐差法，可得小车的加速度大小为a ＝x CE －x AC4T 2由题图乙可得x CE ＝(9.00－4.20) cm ＝4.80 cm x AC ＝(4.20－1.00) cm ＝3.20 cm 代入求得a ＝0.40 m/s 2(4)依题意，设每个砝码的质量为m 0，对砝码、砝码盘及小车系统利用牛顿第二定律有 (nm 0＋m )g ＝(5m 0＋m ＋M )a可得a ＝m 05m 0＋m ＋M g ·n ＋mg5m 0＋m ＋M由题意知m 05m 0＋m ＋M g ＝0.5 m/s 2mg5m 0＋m ＋M＝2.5 m/s 2把m 0＝0.020 kg 代入式子 解得m ＝0.1 kg ，M ＝0.2 kg.3．(2022·河南郑州市二模)某兴趣小组的同学计划“验证机械能守恒定律”．装置如图所示，水平桌面上放有倾角为θ的气垫导轨，气垫导轨上安装有连接数字计时器的光电门，气垫导轨左端固定一原长为l 0的弹簧，通过细线与带有遮光条(质量忽略不计)的滑块相连． 设计了以下步骤进行实验：A ．测出气垫导轨的倾角θ、弹簧劲度系数k 、弹簧原长l 0、滑块质量m 、遮光条宽度d 、重力加速度g ，按照图示组装好实验装置；B ．将滑块拉至气垫导轨某一位置固定，要求从此位置释放滑块，可使滑块运动到光电门时细线已经弯曲，测出此时滑块到光电门的距离x 以及弹簧的长度l ；C ．由静止释放滑块，滑块在拉力作用下运动，测出滑块上遮光条通过光电门的时间为Δt ；D ．将滑块拉至不同的位置，重复B 、C 步骤多次，并记录每次对应的实验数据．根据所测物理量可以得到每次实验中滑块重力势能、弹簧弹性势能及滑块动能之间的关系，从而验证机械能守恒．(1)根据实验中测出的物理量，可得到滑块从静止释放运动到光电门过程中重力势能的减少量为________．(2)根据实验中测出的物理量也可得到滑块到达光电门时的动能，若“在弹性限度内，劲度系数为k 的弹簧，形变量为Δx 时弹性势能为E p ＝12k (Δx )2”的说法正确，不考虑空气阻力影响，要说明整个运动过程中系统机械能守恒，需满足的关系式为________．(3)若考虑到空气阻力影响，实验过程中得到的滑块重力势能减少量与弹簧弹性势能减少量总和________(选填“大于”“小于”或“等于”)滑块动能增加量． 答案 (1)mgx sin θ (2)12k (l －l 0)2＋mgx sin θ＝12m (dΔt)2 (3)大于解析 (1) 滑块从静止释放运动到光电门过程中重力势能减少量ΔE p ＝mgh ＝mgx sin θ (2) 要说明整个运动过程中系统机械能守恒，需满足12k (Δx )2＋mgh ＝12m v 2即12k (l －l 0)2＋mgx sin θ＝12m (dΔt)2 (3)若考虑到空气阻力影响，实验过程中会有部分机械能转化为内能，滑块重力势能减少量与弹簧弹性势能减少量总会大于滑块获得的动能即大于滑块动能增加量．。
(完整版)高中物理力学学实验验证动量守恒定律(实验+练习)
实验：验证动量守恒定律一．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．二．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．三、练习巩固1.用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。
自由落体实验
03 实验步骤与方法
自由落体运动的物体选择与释放
物体选择
• 密度较大，不易变形 • 质量较小，便于操作 • 表面光滑，无摩擦
释放方法
• 手持或固定在支架上 • 释放时保证物体初始速度为零 • 避免空气阻力和摩擦
测量自由落体运动的时间与距离
时间测量
• 使用秒表 • 从物体释放到接触地面 • 重复测量多次，取平均值
02 实验器材与准备
实验器材的选择与介绍
实验器材
• 物体（如小球、铅球） • 高度计或测距仪 • 秒表 • 支架和固定装置
器材选择
• 物体：质量较小，易于操作 • 高度计或测距仪：精确测量高度 • 秒表：精确测量时间 • 支架和固定装置：保证实验安全
实验场地的布置与要求
实验场地
• 室内或室外空旷场地 • 地面平整 • 无障碍物
实验要求
• 确保安全 • 便于操作和观察 • 有足够的空间
实验前的准备工作
• 了解实验原理和步骤 • 检查实验器材
• 物体：质量、形状、表面状况 • 高度计或测距仪：准确性、稳定性 • 秒表：准确性、一致性 • 安排实验人员 • 操作员：负责释放物体 • 计时员：负责计时 • 观察员：负责观察和记录
实验误差分类
• 系统误差 • 随机误差
Hale Waihona Puke 实验误差的分析与改进方法误差分析
• 分析误差原因 • 评估误差影响
改进方法
• 提高测量精度 • 优化计算方法 • 控制环境因素
实验改进后的结果与讨论
改进后的实验结果
• 更新下落时间 • 更新下落距离 • 更新自由落体加速度
改进后结果的讨论
• 讨论改进效果 • 讨论实验结果的可靠性 • 讨论自由落体运动的规律
高中物理实验：动量守恒定律的验证
高中物理实验：动量守恒定律的验证进一步熟悉气垫导轨、通用电脑计数器的使用方法。
用观察法研究弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。
【实验仪器】气垫导轨，电脑计数器，气源，物理天平等。
_动量守恒定律【实验原理】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。
本实验中利用气垫导轨上两个滑块儿的碰撞来验证动量守恒定律的。
在水平导轨上滑块儿与导轨之间的摩擦力忽略不计，则两个滑块儿在碰撞时除受到相互作用的内力外，在水平方向不受外力的作用，因而碰撞的动母守恒。
用弹性碰投验证动量守恒定律用完全非弹性硅撞验证动量守恒——动量守恒定律目的：验证平行四边形法则。
器材：方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺，图钉几个。
主要测量：a.用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某点O。
结点O的位置。
记录两测力计的示数F1、F2。
两测力计所示拉力的方向。
b.用一个测力计重新将结点拉到O点。
记录：弹簧秤的拉力大小F及方向。
b.方木板应水平放置。
c.弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致，并与木板平行.d.两个分力和合力都应尽可能大些.e.拉橡皮条的细线要长些，标记两条细线方向的两点要尽可能远些.f.两个分力间的夹角不宜过大或过小，一般取600---1200为宜验证动量守恒定律原理：两小球在水平方向发生正碰，水平方向合外力为零，动量守恒。
m1v1=m1v1/+m2v2/本实验在误差允许的范围内验证上式成立。
两小球碰撞后均作平抛运动，用水平射程间接表示小球平抛的初速度：OP-----m1以v1平抛时的水平射程实验仪器：斜槽、重锤、白纸、复写纸、米尺、入射小球、被碰小球、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。
实验条件：a.入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1＞m2)b.入射球半径等于被碰球半径c.入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。
d.斜槽未端的切线方向水平e.两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上a.用天平测两球质量m1、m2b.用游标卡尺测两球的直径，并计算半径。
2022年高考物理压轴题预测之力学实验压轴题
2022年高考物理压轴题预测之力学实验压轴题物理考试注意事项：1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写2、提前xx 分钟收取答题卡第Ⅰ卷客观题第Ⅰ卷的注释(共1题；共5分)1．（5分）做验证机械能守恒的实验时，学生按照图甲组装好装置，把打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，反复做了很多次，最终仅选出4条点迹清晰的纸带。
测量纸带起始两点距离时，学生用手机正对纸带与测量的刻度尺拍照，把照片放大到正常尺寸的10倍，测出了精度更高的数据，分别是：① 1.50mm，②2.00mm，③1.92mm，④2.49mm，为了选出最理想的一条纸带，学生查询得到当地重力加速度g =9.80m/s2，通过推算，他们选择了编号为的纸带进行研究。
在选出的纸带上，0是打下的第一个点，在后面选取了3个连续的点，标上n-1、n、n+1，测得它们与0点的距离如图乙所示。
则从打下“0”点到打下第“n”点的过程中质量m=1kg的重锤动能的增加量ΔE k=J，重锤势能的减少量ΔE P=J，重锤下落的实际加速度a = m/s2，a≠g的原因是。
（结果保留3位有效数字）第Ⅰ卷主观题第Ⅰ卷的注释(共17题；共103分)2．（8分）做“验证力的平行四边形定则”的实验时：（1）（2分）本实验采用的科学方法是____（填正确答案标号）。
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（2）（1分）从如图可读得弹簧秤B的示数为N。
（3）（3分）某同学认为实验中应该注意下列要求，其中正确的是____A．两根细绳必须等长B．在使用弹簧秤时要使弹簧秤与木板平行C．两根细绳的夹角必须成90°角D．在不超出量程的前提下，要使弹簧秤读数适当大一些（4）（1分）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示。
则图乙中的F与F′两力中，方向一定沿图甲中AO方向的是。
（5）（1分）某同学在完成用两个弹簧秤的实验步骤后，用一个弹簧秤通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向再按同一标度作出这个力的图示。
2024年山东省新高考测评卷物理(第四模拟)
2024年山东省新高考测评卷物理（第四模拟）一、单选题 (共6题)第(1)题如图所示为氢原子的能级图，假设通过电场加速的电子轰击氢原子时，电子的动能被氢原子吸收，使处于基态的一群氢原子受激发后可以向外辐射出3种频率的光，若电子被加速前的初速度可视为0，电子全部的动能可以被氢原子吸收，则使电子加速的电压至少为（ ）A．B．C．D．第(2)题如图甲所示，汽缸内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体），可移动的活塞与容器壁光滑接触，开始时活塞处于Ⅰ位置静止，经历某个过程后，活塞运动到Ⅱ位置（图中未标出）重新静止，活塞处于这两个位置时，汽缸内各速率区间的气体分子数n占总分子数N的百分比与分子速率v之间的关系分别如图乙中Ⅰ（实线）和Ⅱ（虚线）所示，忽略大气压强的变化，下列说法中正确的是（ ）A．在状态Ⅰ时气体分子平均动能较大B．在状态Ⅱ时气体的压强较大C．在状态Ⅰ时汽缸内单位时间、单位面积上碰撞器壁的气体分子数较多D．每一个气体分子在状态Ⅱ时都比在状态Ⅰ时的速率大第(3)题在磁感应强度为B的匀强磁场中有一环形电流，当环形电流所在平面平行于匀强磁场方向时，环心O处的磁感应强度为，如图甲所示；当环形电流所在平面垂直于匀强磁场方向时，环心O处的磁感应强度为，如图乙所示。
已知，则环形电流在环心O处产生的磁感应强度大小为（ ）A．B．C．D．第(4)题如图所示是A、B两个物体在同一直线上运动的速度时间图像，则（ ）A．A、B运动方向相反B．A、B的加速度相同C．时，A、B的速度相同D．0~4s内，A、B的位移相同第(5)题中国空间站围绕地球做近似匀速圆周运动，运行周期约为90分钟，下列说法正确的是（ ）A．中国空间站的加速度大于9.8m/s2B．中国空间站运行的角速度大于地球自转的角速度C．中国空间站运行的速度大于第一宇宙速度D．中国空间站与同步地球卫星的轨道高度相同第(6)题质点O从时刻开始振动，后停止振动，再经，图中的质点B刚好开始振动，形成的波形图如图所示，此时质点A位于波谷。
研究物体自由落体运动的物理规律
自由落体运动在科研领域的应用前景
01 02 03
基础物理研究
自由落体运动作为物理学中的基本运动形式之一，对于验 证物理定律、探索新的物理现象等具有重要意义。未来的 研究可以在基础物理领域深入挖掘自由落体运动的潜在价 值。
精密测量技术的应用
自由落体运动的精确测量对于精密测量技术的发展具有重 要推动作用。通过在自由落体运动研究中获得的精确测量 技术和方法，可以应用于其他相关领域的精密测量问题， 如地质勘探、航空航天等。
实验条件的优化
通过改进实验装置、提高实验环境的稳定性和控制精度等 ，减少实验误差，从而获得更准确的自由落体运动数据。
考虑更多影响因素的模型建立
空气阻力的影响
在研究自由落体运动时，需要考虑空气阻力对物体下落的影响。通过建立更精确的模型，可以更准确地描述物体在空 气中的自由落体运动。
地球重力场的不均匀性
研究展望与未来发
06
展趋势
更精确的测量技术
高精度测量仪器的研发
随着科技的进步，研发更高精度的测量仪器，如激光干涉 仪、高精度加速度计等，以实现对自由落体运动更精确的 测量。
数据处理与分析技术的改进
采用更先进的数据处理和分析技术，如机器学习、深度学 习等，对实验数据进行更精确的处理和解析，提高研究结 果的准确性和可靠性。
研究物体自由落体运动 的物理规律
汇报人：XX 2024-01-22
contents
目录
• 自由落体运动基本概念 • 自由落体运动方程与公式 • 实验方法与数据分析 • 自由落体运动在生活中的应用 • 自由落体运动与其他物理现象的关系 • 研究展望与未来发展趋势
自由落体运动基本
01
概念
定义与特点
自由落体动量
自由落体动量自由落体是指物体在没有任何外力作用下，只受到地球引力作用下自由下落的运动。
自由落体动量则是描述物体在自由落体运动中的动量变化情况。
本文将从动量的概念、自由落体运动的规律以及动量与自由落体的关系等方面进行阐述。
一、动量的概念动量是物体运动的重要物理量，是描述物体运动状态的量。
动量的定义为物体的质量乘以其速度，即动量=质量×速度。
动量的单位是千克·米/秒（kg·m/s）。
动量的大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动量就越大。
二、自由落体运动的规律自由落体运动是指在没有空气阻力的情况下，物体只受到地球引力作用下的运动。
根据牛顿第二定律可以得出自由落体运动的规律：物体的加速度等于重力加速度，即a=g。
重力加速度在地球上的近似值为9.8米/秒²。
根据运动学的公式，可以得出自由落体运动的速度和位移的关系：v=gt，h=1/2gt²，其中v表示速度，g表示重力加速度，t表示时间，h表示位移。
三、动量与自由落体的关系在自由落体运动中，物体受到的外力只有重力，没有其他的作用力。
根据牛顿第二定律F=ma，可以得出自由落体运动中物体所受到的力等于物体的质量乘以重力加速度，即F=mg。
根据牛顿第三定律，物体受到的重力与地球受到的物体的引力大小相等，方向相反。
因此，在自由落体运动中，物体只受到内力，动量守恒。
由于自由落体运动中物体只受到重力作用，而重力是一个保守力，因此自由落体运动中的机械能守恒。
根据机械能守恒定律，物体的动能和势能之和保持不变。
在自由落体运动中，物体的势能随着高度的增加而增加，动能随着速度的增加而增加，但总的机械能保持不变。
根据动量守恒和机械能守恒的原理，可以得出自由落体运动中物体的动量变化情况。
由于物体的加速度是一个常数，所以物体的速度随着时间的增加而线性增加。
根据动量的定义可以得出，物体的动量随着速度的增加而线性增加。
根据机械能守恒可以得出，物体的动能随着速度的增加而增加，势能随着高度的增加而增加，但总的机械能保持不变。
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m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON
以人为本
人人发展
成功总是属于那些坚持不懈的人
(3)实验中，关于入射球在斜槽上释放点的高低对实验影响的
说法中正确的是( C ) A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差 碰撞时速度小，内力小，误差大 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
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(7)连接ON，测量并记录线段OP、OM、ON的长度． (8)最后代入m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON ，看在误差允许的范 围内是否成立． (9)整理好实验器材放回原处．
五、数据处理
验证表达式：m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON
思考：
你能说明为什么等式 m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON 成立， 就能说明碰撞动量守恒？
原理：m1v1 m2 v2 m1v1
利用动能定理和平抛运动求解速度；
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(1)还需要测量的量是: 弹性球1、2的质量m1、m2 桌面离水平地面的高度 H． ______________________
立柱高h 和 、________
(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为: 2m1 a h m2c / H h 2m1 b h ．(忽略小球的大小) [解析]（1）需要测量的物理量： 两球的质量m1和m2 利用动能定理计算碰前碰后球1的速度： 需测高度a、b、h 利用平抛计算碰后球2的速度： 需测高度H、水平距离c m1v1 m2 v2 m1v1 （2）动量守恒表达式：
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(3)在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸 . (4)在白纸上记下重垂线所指的位置O . (5)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． (6)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(5)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.如图所示．
xOP 2h g 0 m1 xOM 2h g m2 xON 2h g
m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON
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成功总是属于那些坚持不懈的人
[例2、(A)].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，和B球碰撞后，A、 B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这 种操作10次．
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. 碰撞时速度大，内力大，误差小
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.
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[例3、(B)].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点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿 间的水平距离为c.此外，
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AC ． (2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是______ (填下列对应的字母) A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧秤 E.秒表
(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入 射小球落点的平均位置，则关系式(用m1、m2及图中字母表示) m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON成立．即表示碰撞中动量守恒． [解析]原理：m1
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六．注意事项
1．前提条件： 保证碰撞是一维的，即保证两球“水平” “正 碰” ． 2 ．方案提醒 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同一高度由静止释放； ③入射小球质量要大于被碰小球质量，即m1>m2，防止碰后 m1被反弹； ④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；
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第一章
1.4
验证动量守恒定律
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目标定位
1.进一步熟悉平抛运动的基本规律．
2.掌握用平抛运动验证动量守恒定律的方法．
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理论依据：动量守恒定律
1、内容：
如果一个系统不受外力或者所受合外力为零，这个系 统的总动量保持不变。
m1 g ( a h) 1 m1v1 2 2 H h gt 2 / 2
m1 g (b h)
c v2 t
1 2 m1v1 2
2m1 a h m2c / H h 2m1 b h
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七．实验结论
在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒．
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[例1、(A)].如图所示为实验室中验证动量守恒的实验 装置示意图．
(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径 为 r2 ， 则 ( C ) A．m1>m2，r1 > r2 B．m1>m2，r1 > r2 C．m1>m2，r1＝r2 D．m1<m2，r1＝r2 [解析]为保证对心碰撞，两小球应选择等大的, r1＝r2 ； 为防止入射小球反弹，入射小球的质量大于被碰小球 的质量,m1>m2
p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前、后动量是否守恒。
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三、实验器材
斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线一条、 白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。
四、实验步骤
(1)用天平测出两小球的质量m1、m2，选定质量大的为入射小球. (2)按下图安装实验装置，调整斜槽使斜槽末端点切线水平.
(1)碰撞后B球的水平射程应取______ 65.4 cm.
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(2)本次实验必须进行测量的有 ABD (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球及B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．测量水平槽面相对于O点的高度 可约掉 [解析]原理：m1
2、表达式： m1v1 + m2v2= m1v1' + m2v2' 思考：
①实验需要测量哪些物理量？ （质量、速度） ②怎么测量碰前和碰后的速度？ （平抛运动的基本规律）
③你的设计方案是什么？
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一、实验目的
验证碰撞前后系统动量是否守恒。
二、实验原理
在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1 和m2及碰撞前、后物体的速度v1，v2及v1′、v2′， 找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量