实验特训8 验证动量守恒定律-【抢先一步】2023-2024学年新高考物理一轮新题型综合特训（上海专用）

实验特训8 验证动量守恒定律（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．图甲是验证动量守恒定律的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条    （1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，其读数为 cm；    （2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向右运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节Q使轨道右端 （选填“升高”或“降低”）一些； （3）测出滑块A和遮光条的总质量为，滑块B和遮光条的总质量为。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2。光电门2先后记录的挡光时间为、，光电门1记录的挡光时间为。小明想用上述物理量验证该碰撞过程动量守恒，则他要验证的关系式是 ；小徐猜想该碰撞是弹性碰撞，他用了一个只包含、和的关系式来验证自己的猜想，则他要验证的关系式是 。 2．某实验小组同学研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。    步骤1：不放小球b，让小球a从斜槽上某固定位置由静止滚下，并落在地面上，重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均上位置B； 步骤2：把小球b轻放在斜槽末端边缘，让小球a从相同位置由静止滚下，与小球b发生碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置A、C； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置A、B、C离O点的距离，即线段OA、OB、OC的长度。已知小球a质量为m1、小球b质量为m2。 （1）在本实验中，下列是产生误差的主要原因的是 。 A．斜槽的末端没有调整至水平状态 B．小球在斜槽中运动时会受到摩擦力作用 C．小球a每次由静止释放时的位置不固定 D．测量平均落点到O点的线段长度时有误差 （2）完成上述实验需小球a和小球b质量大小关系为m1 m2（填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）若等式 在误差范围内成立，则说明碰撞前后系统动量守恒；若想用该实验测得的数据进一步判断两球碰撞过程中机械能是否守恒，判断的依据可以是：等式“OB+OA=OC”在误差允许的范围内成立，该依据 （填“正确”或“错误”）。 3．某同学用如图所示的装置，通过A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。 （1）在以下测量工具中，本实验必须使用的是 。 A．刻度尺   B．游标卡尺    C．秒表   D．天平 （2）实验中需要满足的条件是 。 A．斜槽轨道的末端切线必须水平 B．入射球A每次必须从轨道同一位置由静止释放 C．两球材质必须相同 D．两球质量应满足 E.两球半径应满足 （3）若小球的落点是N点，要验证小球与小球碰撞过程动量守恒应满足的关系是 。用、、OM、OP、ON表示 4．某同学用如图所示“碰撞实验器”验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分发生碰撞前后的动量关系：（设两个小球为弹性材料，发生弹性碰撞）      先用天平测出弹性小球1、2的质量分别为，然后完成以下实验步骤： 步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上，记录落点位置； 步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，小球1和小球2发生碰撞后落在地面上，记录两个落点位置； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的位置M、P、N离O点的距离，得到线段OM、OP、ON的长度分别为。 （1）对于上述实验操作，小球1质量应 小球2的质量（选填“大于”或“小于”）。 （2）当所测物理量满足表达式 （用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。 （3）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示。 在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使用同样的小球，小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到斜面上三个落点、、。用刻度尺测量斜面顶点到、、三点的距离分别为。则验证两球碰撞过程动量守恒的表达式为： ，若，，则 。 5．用如图甲所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律。图甲中O点是小