第24讲 实验：验证动量守恒定律（复习讲义）（浙江专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

第24讲 实验：验证动量守恒定律 目录 01考情解码·命题预警 1 体系构建·思维可视 2 03核心突破·靶向攻坚 2 考点一 实验：验证动量守恒定律 2 知识点1 实验：验证动量守恒定律 3 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 3 方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 3 考向1 教材原型实验 4 考向2 创新拓展实验 9 04真题溯源·考向感知 13 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 实验：验证动量守恒定律 选择题 非选择题 考情分析： 1．浙江选考物理中，验证动量守恒定律实验是考查重点之一，主要围绕实验原理、数据处理与误差分析等方面命题，难度中等，且存在一定的创新考查趋势。 2．从命题思路上看，试题情景为 未来可能会依托创新实验进行考查，如改变实验装置或测量方法，要求考生运用所学知识分析新情境下的实验原理、数据处理及误差分析等，对考生的知识迁移能力和创新思维要求会逐渐提高 复习目标： 目标一：透彻掌握 “动量守恒定律探究” 实验的核心原理，明确实验通过测量物体碰撞前后的质量与速度，验证系统在不受外力或合外力为零时动量守恒 目标二：熟练掌握实验所需全部器材的名称、用途及操作规范，包括天平、游标卡尺、光电门、气垫导轨、碰撞小球等。 考点一 实验：验证动量守恒定律 知识点1 实验：验证动量守恒定律 一、实验原理 　在一维碰撞中，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＝　m1v1＋m2v2　及碰撞后的动量p'＝　m1v1'＋m2v2'　，比较碰撞前、后动量是否相等。 二、实验方案及实验过程 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1.实验器材 气垫导轨、数字计时器、天平、滑块（两个）、弹簧、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 2.实验过程 （1）测质量：用天平测出滑块的　质量　。 （2）安装：正确安装好气垫导轨，如图所示。 （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。 （4）改变条件，重复实验： ①改变滑块的质量； ②改变滑块的　初速度　大小和方向。 （5）验证：一维碰撞中的动量守恒。 3.数据处理 （1）滑块速度的测量：v＝，式中Δx为滑块上挡光片的　宽度　（仪器说明书上给出，也可直接测量），Δt为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间。 （2）验证的表达式：m1v1＋m2v2＝　m1v1'＋m2v2'　。 方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 1.实验器材 斜槽、小球（两个）、天平、复写纸、白纸、圆规、铅垂线等。 2.实验过程 （1）测质量：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）安装：按照如图甲所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽末端　水平　。 （3）铺纸：白纸在下，复写纸在上，且在适当位置铺放好。记下铅垂线所指的位置O。 （4）放球找点：不放被撞小球，每次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）碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽　同一高度　[同步骤（4）中的高度]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，如图乙所示。 （6）验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据制成表，最后代入到m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，计算并判断在误差允许的范围内是否成立。 （7）整理：将实验器材放回原处。 3.数据处理 验证的表达式：m1·OP＝　m1·OM＋m2·ON　。 三、注意事项 1.前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 2.方案提醒 （1）若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨　水平　。 （2）若利用平抛运动规律进行验证： 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选质量较大的小球作为　入射小球　； 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　。 考向1 教材原型实验 例1 （2025·浙江·二模）某同学设计了一个如图甲所示用打点计时器来验证动量守恒定律的实验：让前端贴有橡皮泥的小车A，后端连一打点计时器纸带，以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，接通打点计时器电源后，让小车A得到的纸带如图乙所示。小车A的质量为0.4kg，小车B的质量为0.2kg。 (1)若要计算小车A碰撞前的速度大小应该选择 A．AB段 B．BC段 C．CD段 D．DE段 (2)用你在（1）中的选择，对应的小车碰撞前的总动量大小 kg·m/s（保留三位有效数字） (3)在（1）中你的选择理由是 【答案】(1)B (2)0.685 (3)见解析 【详解】（1）小车A碰撞前做匀速直线运动，纸带上的点迹均匀分布，由于碰撞前的速度大于碰撞后的速度，则相邻点迹之间的间距大于碰撞后相邻点迹之间的间距，根据图乙可知，若要计算小车A碰撞前的速度大小应该选择BC段。 故选B。 （2）小车A碰撞前的速度 打点计时器电源频率为50Hz，则周期为 小车碰撞前的总动量大小 解得 （3）在（1）中选择理由是打点计时器在BC、DE段打的点分布均匀，表明小车在这两段内做匀速直线运动，又BC段大于DE段，碰前速度大于碰后速度。 【变式训练1·】（2024·浙江·二模）(1)用如图1所示的装置可以“探究小车速度随时间变化规律”，也可以“探究加速度与力、质量的关系”实验。 ①除图中的器材外，请在下列器材中选择两个实验均必须使用的器材 （多选） A．  B． C．  D． ②关于两个实验，下列做法正确的是 （单选） A．实验均需要补偿阻力 B．实验时轨道均需要与水平面平行 C． 实验均需要连接小车的细绳与轨道平行 D．实验均需要小车的质量远大于所挂重物的质量 ③“探究小车速度随时间变化规律”实验打出一条纸带，其中一部分如图 2 所示，B、C、D 为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打 C 点时，纸带运动的速度 （结果保留两位有效数字）。 (2)如图 3 所示是“验证动量守恒定律”的实验装置。实验中能够把速度的测量转化为位移的测量的必要操作是 。（单选） A．轨道应当尽量光滑 B．安装轨道时，轨道末端必须水平 C．每次必须从同一个高度静止释放小球 【答案】(1) AC C 0.44 (2)B 【详解】（1）[1]AB．两个实验都需要用钩码作为重物拖动纸带进行打点，而槽码的质量太大，打出的点迹太少，不利于实验数据的分析，A正确，B错误； C．两个实验都需要用刻度尺测量点迹之间的距离，C正确； D．钩码上面都标注有对应的质量，不需要托盘天平测量质量，D错误。 故选AC。 [2]A．“探究小车速度随时间变化规律”实验中，不需要用绳子拉力的大小来表示小车受到的合外力，因此无需补偿摩擦力，A错误； B．“探究加速度与力、质量的关系”实验时，需要平衡摩擦力而将不带滑轮一段的长木板垫高，轨道不能与水平面平行，B错误； C．为了使绳子的拉力方向始终不变，两个实验均需要连接小车的细绳与轨道平行，C正确； D．“探究小车速度随时间变化规律”实验中，不需要用重物的重力代替小车受到的合外力，因此不需要小车的质量远大于所挂重物的质量，D错误。 故选C。 [3]由题可知，相邻计数点之间的时间间隔 根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得打C点的瞬时速度 （2）实验时能够把速度的测量转化为位移的测量的必要保证各个小球均从同一位置被水平抛出来，故要求斜槽的末端必须水平。 故选A。 【变式训练2】（2024·浙江杭州·一模）(1)下列说法正确的是___________ A．“探究小车速度随时间变化的规律”实验中需要进行补偿阻力操作 B．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中弹簧秤外壳与木板间的摩擦对实验结果有影响 C．“探究平抛运动的特点”实验中斜槽与钢球间的摩擦力对实验结果没有影响 D．“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中需要进行补偿阻力操作 (2)某同学利用图甲中实验装置进行“探究物体加速度与力、质量的关系”的实验，他完成补偿阻力的正确操作后进行了一次实验，实验中槽码质量为，小车和车内砝码总质量为M，纸带如图乙所示，图中刻度尺最小刻度为毫米。则图中D点的读数为 cm，打此条纸带时小车的加速度为 （计算结果保留2位有效数字，电源频率为50Hz）。 (3)之后他仅改变槽码质量为，又进行了一次实验，测得小车加速度为，可知在此次实验中___________ A．因为没有重新进行补偿阻力操作导致实验误差比较大 B．小车所受合外力近似与槽码重力相等 C． D． 【答案】(1)C (2) 5.25 0.5 (3)D 【详解】（1）A．“探究小车速度随时间变化的规律”实验中只需要小车做匀变速直线运动即可，不需要补偿阻力，故A错误； B．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故B错误； C．“探究平抛运动的特点”实验中为了保证小球每一次抛出时速度大小相等，需要让小球每一次从相同高度静止释放，斜槽与钢球间的摩擦力对实验结果没有影响，故C正确； D．“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中只需要调节气垫导轨让滑块做匀速运动即可，不需要进行补偿阻力操作，故D错误。 故选C。 （2）[1]毫米刻度尺的分度值为0.1cm，需要估读到分度值下一位，即图中D点的读数为5.25cm； [2]相邻计数点时间间隔 根据逐差法可得 代入数据 （3）A．补偿阻力操作后，更换小车和槽码的质量，不需要重新补偿阻力，没有重新进行补偿阻力操作对实验无影响，故A错误； B．为了使小车所受的合外力等于槽码的重力，需要使得小车的质量远大于槽码的质量，所以小车所受合外力近似与槽码重力相等，不是小车加速度变大的原因，故B错误； CD．对小车和槽码，根据牛顿第二定律，对两次实验分别有 根据题意有 联立可得 故D正确，C错误。 故选D。 考向2 创新拓展实验 例2 （2024·浙江·一模）某同学用如图甲所示的装置，通过小铁球竖直方向上的运动来验证动量定理。 实验步骤如下： a.如图甲所示，用电磁铁吸住小铁球，将光电门A、B分别固定在立柱上，调整位置使小铁球、光电门A、光电门B在同一竖直线上； b.切断电磁铁电源，小铁球自由下落。数字计时器测出小铁球通过光电门A、B所用的时间分别tA、tB，小铁球从光电门A运动到光电门B的时间t。 (1)用游标卡尺测量钢球的直径，如图乙所示，可读出钢球直径d= mm。 (2)若要验证动量定理，本实验还需获得的物理量为 （用文字和字母表示）。本实验需要验证的物理量关系为 （用题中给出的字母表示）。 (3)根据实验测定的小铁球重力冲量I及其动量变化量Δp绘制的下列图像，图中虚线代表理论图线，实线代表实际测量图线。若考虑实验中空气阻力的影响，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】(1)6.5 (2) 当地重力加速度g (3)B 【详解】（1）10分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知钢球直径为 （2）[1]若要验证动量定理，本实验还需获得的物理量为：当地重力加速度g； [2]小铁球从光电门A运动到光电门B过程，根据动量定理定理可得 又 ， 联立可得本实验需要验证的物理量关系为 （3）若考虑空气阻力，小球的合力小于重力，动量变化的真实值会小于理论值，且随着时间的增加，即重力的冲量的增大，空气阻力逐渐变大，阻力的冲量也随着增大，则动量变化的真实值与理论值的差值也逐渐增大。 故选B。 【变式训练1】（2025·浙江·模拟预测）实验小组用如图所示的装置来验证动量守恒定律，在水平固定放置的气垫导轨上安上两个光电门，带有遮光片的、两个滑块放置在气垫导轨上，两遮光片的宽度相等，放在左侧光电门的左侧，放置在两光电门之间，实验开始，开启气垫导轨的气源，给一个水平向右的初速度，碰前上遮光片通过光电门的遮光时间为，碰后、上遮光片的遮光时间分别为、，回答下列问题： (1)若的质量大于的质量，碰后 通过左侧光电门（选填“能”或“不能”）； (2)若，当、的质量之比为 时，可验证碰撞过程动量守恒； (3)若碰后、的运动方向相反，，、发生的是弹性碰撞，则、的质量之比为 。 【答案】(1)不能 (2)1：1 (3)1：3 【详解】（1）若的质量大于的质量，根据动量守恒定律可知，碰后的速度方向不变，则碰后不能通过左侧光电门。 （2）若，则说明碰后的速度等于碰前的速度大小，碰后的速度大小为零，有 可得 （3）若碰后、的运动方向相反，，则、的速度等大反向，分别设为、，又、发生的是弹性碰撞，由弹性碰撞的二级结论有、 可得 解得 【变式训练2·】某实验小组完成“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验后，根据类似的实验思想，设计了一个非对心碰撞实验，以验证动量守恒定理。用纸板搭建如图所示的滑道，它由弧形斜面滑道与水平滑道平滑连接而成，使象棋可以在其上平滑地滑动。实验时选用材质相同质量分别为和象棋甲和乙，然后进行如下实验：    （1）将象棋甲放在斜面某一位置A静止释放，滑至P点停下，如图（a）所示，测出其在水平滑道上从O点到P的距离； （2）将象棋乙放置于O处，其中心稍偏离OP连线，左侧与过O点垂直于OP的线相切，甲置于位置A静止释放，两象棋发生斜碰（碰后两象棋运动方向不在同一直线上），如图（b）所示，则要求 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。分别测出甲、乙从O点到停止处的滑行距离和以及其与之间的夹角和； （3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则在垂直OP方向，有 ；沿OP方向有 （均用、和、表示）； （4）实验结果表明，（3）中的等式并不严格相等，试写出二条可能的原因： ① ； ② ； （5）关于本实验，下列说法正确的是（多选） A．重复多次测量，可减小偶然误差 B．象棋较小，可视为质点来处理 C．弧形斜面滑道必须光滑 D．象棋甲静置的位置A的高度高些比低些好（能完成实验的条件下） 【答案】 大于 不满足内力远大于外力 重心不在同一水平面 AD/DA 【详解】（2）[1]为使甲碰撞乙后，甲的速度方向仍然向右，不发生反弹，则要求甲的质量大于乙的质量。 （3）设象棋与水平滑道的动摩擦因数为，根据动能定理有 可得 ，， [2]若动量守恒，在垂直OP方向有 代入变形可得 [3]若动量守恒，沿OP方向有 代入变形可得 （4）[4][5]等式并不严格相等，有可能碰撞过程不满足内力远大于外力；或两象棋碰撞重心不在同一水平面等。 （5）[6]A．为减小偶然误差应该多次测量，故A项正确； B．该实验是非对心正碰，所以象棋的大小和形状不能忽略，即象棋不可看成质点，故B项错误； C．弧形斜面滑道的光滑度不影响测量，只需要两次到达O点时速度相同即可，故C项错误； D．象棋甲静置的位置A的高度高些，在水平滑道上运动的距离会长些，可减小误差，故D项正确。 故选BD。 1. 在“验证动量守恒定律”的实验中，用图示装置进行探究，测得水平射程OD、OE、OF，分别记为x1、x2、x3，A球的质量为mA，B球的质量为mB。 ①在实验误差允许范围内满足表达式 时，即说明两球碰撞前后动量守恒； ②实验必须满足的条件有 （多选）； A．两球的质量必须相等 B．轨道末端必须水平 C．A球必须从轨道的同一位置由静止释放 D．轨道与小球间接触面必须光滑 E.两球的大小必须相等 ③若已知B球质量为A球一半，则以下表达式可能成的是 。 A．             B．                 C． 【答案】 BCE A 【详解】[1]若两球碰撞前后动量守恒，则需满足 水平方向位移之比等于速度之比，并且需满足A球的质量必须大于B球的质量，碰撞后A、B分别落在D、F两点，则有 [2]A．为防止两球碰后A球反弹，A球的质量必须大于B球的质量，A错误； B．为使两球碰后都做平抛运动，轨道末端必须水平，B正确； C．为使小球A每次运动到斜槽末端速度相等，A球每次必须从斜轨道的同一位置由静止释放，C正确； D．轨道与小球间接触面不需要光滑，D错误； E．为减小实验误差，要求两球对心碰撞，因此B球的半径与A球的半径相等，E正确。 故选BCE。 [3]若已知B球质量为A球一半，[1]中关系式可变为 碰撞前后系统能量关系 即 可同时满足上两式，故A正确，BC错误。 故选A。 2. （23-24高三上·浙江·阶段练习）如图1为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下： A．将气垫导轨安装好后放在水平桌面上； B．测出挡光条的宽度d； C．测出光电门1到光电门2的距离L； D．释放滑块，读出挡光条通过两光电门的挡光时间分别为t1和t2； E．用天平称出滑块（包括遮光条）的质量为M、槽码和挂钩的总质量m； F… 回答下列问题： ①游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示，其宽度d= mm； ②打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到导轨上的滑块能在短时间内保持静止，其目的是 ； ③在实验误差允许范围内满足关系 时，可验证机械能守恒定律（用以上测得的物理量符号表示）。 【答案】 9.8 保证气垫导轨水平 【详解】[1]宽度 [2]导轨上的滑块能在短时间内保持静止目的是保证气垫导轨水平； [3]对于整个系统，若机械能守恒，则遮光条通过光电门1到光电门2的动能的增加量等于槽码和挂钩重力势能的减小量，即 3. （23-24高三上·江苏镇江·期中）某同学用如图甲所示的装置，通过小铁球的运动来验证动量定理。 实验步骤如下： a.用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门A固定在立柱上，光电门B固定在立柱上的另一位置，调整它们的位置使三者在一条竖直线上； b.切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小铁球通过光电门A和光电门B的时间分别为、，以及小铁球从光电门A到光电门B的时间t。 （1）用螺旋测微器测量钢球的直径，如图乙所示，在读数前应转动装置 （选填“A”、“B”或“C”），再进行读数。 （2）由图丙可读出钢球直径 mm。 （3）若当地重力加速度为g，本实验需要验证的物理量关系为 （用题中的字母表示）。 （4）若要重复多次实验，测量出多组有效数字进行验证，下列操作方法最不可行的是( ) A．换用直径不同的小球        B．改变小球释放点的高度 C．改变光电门A的高度        D．改变光电门B的高度 （5）根据实验测定的小铁球重力冲量I和其动量变化绘制的下列图像，图中虚线代表理论图线，实线代表实际测量图线。若考虑实验中空气阻力的影响，图像可能正确的是( ) A．    B． C．    D． 【答案】 C 6.762 / A B 【详解】（1）[1]读数前应转动固定旋钮C，再进行读数。 （2）[2]钢球直径为 （3）[3]根据动量定理，需要验证的物理量关系为 即 （4）[4]若换用直径不同的小球，小球通过光电门的时间变化很小，从光电门A到光电门B的时间不变，数据无效，操作方法最不可行的是A。 （5）[5]若考虑空气阻力，小球的合力小于重力，动量变化的真实值会小于理论值。 故选B。 4. （2022·浙江·一模）（1）有关下列四个实验的说法，正确的有 （多选）    A．如甲图做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”中还需要毫米刻度尺作为测量工具 B．如乙图做“探究向心力与半径、质量、角速度的关系”实验时用到了理想实验法 C． “用油膜法估测分子的大小”实验形成如图丙所示的图案，可能是痱子粉撒得太少 D．用如图丁装置验证气体实验定律时，在柱塞表面涂润滑油是为了增加气密性 （2）用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。实验时先让质量为的入射小球A从斜槽上某一固定位置C由静止释放，小球A从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把质量为的被碰小球B放在水平轨道末端，仍将小球A从位置C由静止释放，小球A和B碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。    请完成下列问题： ①关于实验操作，下列说法正确的是 。 A．实验过程中白纸和复写纸可以根据两小球落点位置随时调整移动 B．以最小的圆圈住尽可能多的落点，则圆心可视为小球的平均落点 C． 两个小球的质量需要满足小于，且轨道表面必须光滑 D．小球与碰撞后，、的落点分别是图乙中的M、P点 ②上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有 。 A． 小球A和B的质量、    B．斜槽末端离地面的高度h C． 位置C到斜槽末端的高度差    D．两小球与斜槽间的动摩擦因数 ③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。 ④该同学进一步测量发现，总是满足，由此判断小球与碰撞属于 。 A． 弹性碰撞    B．非弹性碰撞    C． 完全非弹性碰撞    D．都有可能 【答案】 AD/DA B A B 【详解】（1）[1] A．如甲图做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”中需要测量弹簧的伸长量，故需要毫米刻度尺作为测量工具，故A正确； B．如乙图做“探究向心力与半径、质量、角速度的关系”实验时用到了控制变量法，故B错误； C．“用油膜法估测分子的大小”实验形成如图丙所示的图案，可能是痱子粉撒得太多，导致油膜未完全散开，故C错误； D．用如图丁装置验证气体实验定律时，在柱塞表面涂润滑油是为了增加气密性，故D正确。 故选AD。 （2）[2] A．实验过程中白纸必须始终放在复写纸的下面，且不能调整位置，故A错误； B．以最小的圆圈住尽可能多的落点，则圆心可视为小球的平均落点，故B正确； C．为保证小球A碰撞后不弹回，两个小球的质量需要满足大于，实验中只需保证小球A到达轨道末端的速度相同，故轨道表面不必光滑，故C错误； D．小球与碰撞后，、的落点分别是图乙中的M、N点，故D错误。 故选B。 [3] [4]小球A和B根据动量守恒得 小球从轨道末端飞出后做平抛运动，竖直方向有 水平方向有 ，， 整理得 可知上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球A和B的质量、。 故选A。 [5]小球与碰撞后分开，说明不是完全非弹性碰撞，假设两小球是弹性碰撞，系统动量守恒有 系统能量守恒有 联立两式得 即 可得 由于，该碰撞不是弹性碰撞，是非弹性碰撞。 故选B。 5. （2023·浙江台州·三模）某同学利用如图甲所示装置验证动量定理，器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门A、B、天平、砝码盘和砝码等。用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，调节滑轮高度，使细绳保持与导轨平面平行。滑块在砝码和砝码盘的拉动下从气垫导轨的右边开始运动，与计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处光电门时的遮光时间、及遮光片从A到B所用时间。测出砝码盘和砝码的总质量为、滑块（含遮光片）的质量为，已知重力加速度为g。 ①用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示，则 mm； ②实验开始前，调节气垫导轨水平，滑块未连接轻绳时，开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，使滑块上的遮光片分别经过两个光电门的遮光时间 （选填“>，=，＜”）； ③在遮光片随滑块从A到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受的拉力，则拉力冲量的大小 ，滑块动量变化量的大小 ；（均用题中给定的字母表示） ④为尽量减小实验误差，本实验要求砝码盘和砝码的总质量 （选填“远大于”、“远小于”或“等于”）滑块（含遮光片）的质量。 【答案】 11.70 = 远小于 【详解】①[1]游标卡尺读数为 ②[2]实验开始前，需平衡摩擦力，则轻推滑块，滑块在导轨上做匀速直线运动，则滑块上的遮光片分别经过两个光电门的遮光时间相同。 ③[3]如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受的拉力，则拉力冲量的大小为 [4]滑块经过A时滑块的速度为 滑块经过B时滑块的速度为 滑块动量变化量的大小为 ④[5]码盘和砝码的总质量，滑块（含遮光片）的质量为，根据牛顿第二定律有 而对滑块研究 则 将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受的拉力，则 即码盘和砝码的总质量远小于滑块（含遮光片）的质量。 6. （2023·浙江绍兴·二模）在用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验中。 （1）有同学提出了调节气垫导轨的两种方案，如图所示，则符合该实验要求的是方案 （选填“一”或“二”）。 （2）该实验装置如图所示，两滑块质量分别为、，两遮光条宽度均为d。现接通气源，将滑块A向右弹出，与静止的滑块B发生碰撞，计时器获得三组挡光时间为25.17ms、29.25ms、171.6ms。碰撞后滑块B对应挡光时间为 （选填“25.17ms”、“29.25ms”或“171.6ms”）。 【答案】 二 25.17ms 【详解】（1）[1]验证动量守恒定律的实验中，气垫导轨应该调成水平状态，故选方案二。 （2）[2]由于滑块A的质量大于滑块B的质量，则两滑块相撞后，滑块A的速度方向仍然向右，比碰撞前的速度小，且碰撞后滑块B的速度最大，所以 由公式 可知，滑块B对应挡光时间应为25.17ms。 7. （2022·安徽·一模）小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下： ①将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示； ②将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值和，如图丙所示。 （1）实验中还需要测量的量有 A．五角硬币和一元硬币的质量、 B．五角硬币和一元硬币的直径、 C．硬币与木板间的动摩擦因数 D．发射槽口到O点的距离 （2）该同学要验证动量守恒定律的表达式为 （用已知量和测量的量表示），若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式 是否成立（用、、表示）。 【答案】 A 【详解】（1）[1]A．为了得出动量守恒定律的表达式应测量质量，故应分别测出一枚五角硬币和一元硬币的质量、。故A正确； BD．验证碰撞过程动量守恒，需要测出硬币在O点以后滑行的位移，可以不测量五角硬币和一元硬币的直径，发射槽口到O点的距离也不需要测量，故BD错误； C．由于五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，所以硬币与木板间的动摩擦因数不需要测量，故C错误； 故选A。 （2）[2]硬币在桌面上均做加速度相同的匀减速运动，根据速度-位移关系可知。其中 则 由动量守恒定律可知 只需验证 成立，即可明确动量守恒。 [3]如果该碰撞为弹性碰撞，则 解得 8. （2023·浙江·模拟预测）恢复系数是反映碰撞时物体变形恢复能力的参数，它只与碰撞物体的材料有关。两物体碰撞后的恢复系数为，其中v1，v2和、分别为物体m1和m2碰撞前后的速度。某同学利用如下实验装置测定物体m1和m2碰撞后的恢复系数。 实验步骤如下 ①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； ②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；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位置。 ③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；重复多次，并使用与2同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； ④用毫米刻度尺量出各个平均落点到斜槽末端点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LD、LE、LF。 根据该同学的实验，回答下列问题： （1）两小球的质量关系为m1 m2（填“>”、“=”或“＜”） （2）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m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 （3）利用实验中测量的数据表示小球m1和m2碰撞后的恢复系数为e= （4）若利用天平测量出两小球的质量分别为m1、m2，则满足 表示两小球碰撞前后动量守恒；若满足e= 表示两小球碰撞前后动量和机械能均守恒。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】 > E D 1.0 【详解】（1）[1]为了防止两球碰后出现反弹现象，入射球的质量一定要大于被碰球的质量。 （2）[2][3]由图可知，两小球打在斜面上，根据平抛运动规律可知，下落得高度 水平方向的位移 设斜面得倾角为θ，则 所以 可得 则可知，三次平抛运动中，水平速度越大，水平方向的位移越大； 由碰撞规律可知，碰后被碰球的速度最大，故其下落点最远，而碰后入射球速度最小，其下落点最近，则可知，在不放小球m2时，小球m1从斜轨顶端A点由静止释放，m1的落点在图中的E点，而碰后入射球落到D点； （3）[4]设水平位移是x时，斜面得长度为L，则 可得 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LD、LE、LF。 可解得 ，， 代入给出恢复系数表达式可得 （4）[5][6]若满足动量守恒，则一定有 代入所求速度，然后化简可得 若满足机械能守恒，则有 代入求出的速度，然后化简可得表达式为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第24讲 实验：验证动量守恒定律 目录 01考情解码·命题预警 1 体系构建·思维可视 2 03核心突破·靶向攻坚 2 考点一 实验：验证动量守恒定律 2 知识点1 实验：验证动量守恒定律 3 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 3 方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 3 考向1 教材原型实验 4 考向2 创新拓展实验 7 04真题溯源·考向感知 9 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 实验：验证动量守恒定律 选择题 非选择题 考情分析： 1．浙江选考物理中，验证动量守恒定律实验是考查重点之一，主要围绕实验原理、数据处理与误差分析等方面命题，难度中等，且存在一定的创新考查趋势。 2．从命题思路上看，试题情景为 未来可能会依托创新实验进行考查，如改变实验装置或测量方法，要求考生运用所学知识分析新情境下的实验原理、数据处理及误差分析等，对考生的知识迁移能力和创新思维要求会逐渐提高 复习目标： 目标一：透彻掌握 “动量守恒定律探究” 实验的核心原理，明确实验通过测量物体碰撞前后的质量与速度，验证系统在不受外力或合外力为零时动量守恒 目标二：熟练掌握实验所需全部器材的名称、用途及操作规范，包括天平、游标卡尺、光电门、气垫导轨、碰撞小球等。 考点一 实验：验证动量守恒定律 知识点1 实验：验证动量守恒定律 一、实验原理 　在一维碰撞中，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＝　m1v1＋m2v2　及碰撞后的动量p'＝　m1v1'＋m2v2'　，比较碰撞前、后动量是否相等。 二、实验方案及实验过程 方案一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1.实验器材 气垫导轨、数字计时器、天平、滑块（两个）、弹簧、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 2.实验过程 （1）测质量：用天平测出滑块的　质量　。 （2）安装：正确安装好气垫导轨，如图所示。 （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。 （4）改变条件，重复实验： ①改变滑块的质量； ②改变滑块的　初速度　大小和方向。 （5）验证：一维碰撞中的动量守恒。 3.数据处理 （1）滑块速度的测量：v＝，式中Δx为滑块上挡光片的　宽度　（仪器说明书上给出，也可直接测量），Δt为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间。 （2）验证的表达式：m1v1＋m2v2＝　m1v1'＋m2v2'　。 方案二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 1.实验器材 斜槽、小球（两个）、天平、复写纸、白纸、圆规、铅垂线等。 2.实验过程 （1）测质量：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）安装：按照如图甲所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽末端　水平　。 （3）铺纸：白纸在下，复写纸在上，且在适当位置铺放好。记下铅垂线所指的位置O。 （4）放球找点：不放被撞小球，每次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）碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽　同一高度　[同步骤（4）中的高度]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，如图乙所示。 （6）验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据制成表，最后代入到m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，计算并判断在误差允许的范围内是否成立。 （7）整理：将实验器材放回原处。 3.数据处理 验证的表达式：m1·OP＝　m1·OM＋m2·ON　。 三、注意事项 1.前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。 2.方案提醒 （1）若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨　水平　。 （2）若利用平抛运动规律进行验证： 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选质量较大的小球作为　入射小球　； 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　。 考向1 教材原型实验 例1 （2025·浙江·二模）某同学设计了一个如图甲所示用打点计时器来验证动量守恒定律的实验：让前端贴有橡皮泥的小车A，后端连一打点计时器纸带，以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，接通打点计时器电源后，让小车A得到的纸带如图乙所示。小车A的质量为0.4kg，小车B的质量为0.2kg。 (1)若要计算小车A碰撞前的速度大小应该选择 A．AB段 B．BC段 C．CD段 D．DE段 (2)用你在（1）中的选择，对应的小车碰撞前的总动量大小 kg·m/s（保留三位有效数字） (3)在（1）中你的选择理由是 【变式训练1·】（2024·浙江·二模）(1)用如图1所示的装置可以“探究小车速度随时间变化规律”，也可以“探究加速度与力、质量的关系”实验。 ①除图中的器材外，请在下列器材中选择两个实验均必须使用的器材 （多选） A．  B． C．  D． ②关于两个实验，下列做法正确的是 （单选） A．实验均需要补偿阻力 B．实验时轨道均需要与水平面平行 C． 实验均需要连接小车的细绳与轨道平行 D．实验均需要小车的质量远大于所挂重物的质量 ③“探究小车速度随时间变化规律”实验打出一条纸带，其中一部分如图 2 所示，B、C、D 为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打 C 点时，纸带运动的速度 （结果保留两位有效数字）。 (2)如图 3 所示是“验证动量守恒定律”的实验装置。实验中能够把速度的测量转化为位移的测量的必要操作是 。（单选） A．轨道应当尽量光滑 B．安装轨道时，轨道末端必须水平 C．每次必须从同一个高度静止释放小球 【变式训练2】（2024·浙江杭州·一模）(1)下列说法正确的是___________ A．“探究小车速度随时间变化的规律”实验中需要进行补偿阻力操作 B．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中弹簧秤外壳与木板间的摩擦对实验结果有影响 C．“探究平抛运动的特点”实验中斜槽与钢球间的摩擦力对实验结果没有影响 D．“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中需要进行补偿阻力操作 (2)某同学利用图甲中实验装置进行“探究物体加速度与力、质量的关系”的实验，他完成补偿阻力的正确操作后进行了一次实验，实验中槽码质量为，小车和车内砝码总质量为M，纸带如图乙所示，图中刻度尺最小刻度为毫米。则图中D点的读数为 cm，打此条纸带时小车的加速度为 （计算结果保留2位有效数字，电源频率为50Hz）。 (3)之后他仅改变槽码质量为，又进行了一次实验，测得小车加速度为，可知在此次实验中___________ A．因为没有重新进行补偿阻力操作导致实验误差比较大 B．小车所受合外力近似与槽码重力相等 C． D． 考向2 创新拓展实验 例2 （2024·浙江·一模）某同学用如图甲所示的装置，通过小铁球竖直方向上的运动来验证动量定理。 实验步骤如下： a.如图甲所示，用电磁铁吸住小铁球，将光电门A、B分别固定在立柱上，调整位置使小铁球、光电门A、光电门B在同一竖直线上； b.切断电磁铁电源，小铁球自由下落。数字计时器测出小铁球通过光电门A、B所用的时间分别tA、tB，小铁球从光电门A运动到光电门B的时间t。 (1)用游标卡尺测量钢球的直径，如图乙所示，可读出钢球直径d= mm。 (2)若要验证动量定理，本实验还需获得的物理量为 （用文字和字母表示）。本实验需要验证的物理量关系为 （用题中给出的字母表示）。 (3)根据实验测定的小铁球重力冲量I及其动量变化量Δp绘制的下列图像，图中虚线代表理论图线，实线代表实际测量图线。若考虑实验中空气阻力的影响，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练1】（2025·浙江·模拟预测）实验小组用如图所示的装置来验证动量守恒定律，在水平固定放置的气垫导轨上安上两个光电门，带有遮光片的、两个滑块放置在气垫导轨上，两遮光片的宽度相等，放在左侧光电门的左侧，放置在两光电门之间，实验开始，开启气垫导轨的气源，给一个水平向右的初速度，碰前上遮光片通过光电门的遮光时间为，碰后、上遮光片的遮光时间分别为、，回答下列问题： (1)若的质量大于的质量，碰后 通过左侧光电门（选填“能”或“不能”）； (2)若，当、的质量之比为 时，可验证碰撞过程动量守恒； (3)若碰后、的运动方向相反，，、发生的是弹性碰撞，则、的质量之比为 。 【变式训练2·】某实验小组完成“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验后，根据类似的实验思想，设计了一个非对心碰撞实验，以验证动量守恒定理。用纸板搭建如图所示的滑道，它由弧形斜面滑道与水平滑道平滑连接而成，使象棋可以在其上平滑地滑动。实验时选用材质相同质量分别为和象棋甲和乙，然后进行如下实验：    （1）将象棋甲放在斜面某一位置A静止释放，滑至P点停下，如图（a）所示，测出其在水平滑道上从O点到P的距离； （2）将象棋乙放置于O处，其中心稍偏离OP连线，左侧与过O点垂直于OP的线相切，甲置于位置A静止释放，两象棋发生斜碰（碰后两象棋运动方向不在同一直线上），如图（b）所示，则要求 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。分别测出甲、乙从O点到停止处的滑行距离和以及其与之间的夹角和； （3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则在垂直OP方向，有 ；沿OP方向有 （均用、和、表示）； （4）实验结果表明，（3）中的等式并不严格相等，试写出二条可能的原因： ① ； ② ； （5）关于本实验，下列说法正确的是（多选） A．重复多次测量，可减小偶然误差 B．象棋较小，可视为质点来处理 C．弧形斜面滑道必须光滑 D．象棋甲静置的位置A的高度高些比低些好（能完成实验的条件下） 1. 在“验证动量守恒定律”的实验中，用图示装置进行探究，测得水平射程OD、OE、OF，分别记为x1、x2、x3，A球的质量为mA，B球的质量为mB。 ①在实验误差允许范围内满足表达式 时，即说明两球碰撞前后动量守恒； ②实验必须满足的条件有 （多选）； A．两球的质量必须相等 B．轨道末端必须水平 C．A球必须从轨道的同一位置由静止释放 D．轨道与小球间接触面必须光滑 E.两球的大小必须相等 ③若已知B球质量为A球一半，则以下表达式可能成的是 。 A．             B．                 C． 2. （23-24高三上·浙江·阶段练习）如图1为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下： A．将气垫导轨安装好后放在水平桌面上； B．测出挡光条的宽度d； C．测出光电门1到光电门2的距离L； D．释放滑块，读出挡光条通过两光电门的挡光时间分别为t1和t2； E．用天平称出滑块（包括遮光条）的质量为M、槽码和挂钩的总质量m； F… 回答下列问题： ①游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示，其宽度d= mm； ②打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到导轨上的滑块能在短时间内保持静止，其目的是 ； ③在实验误差允许范围内满足关系 时，可验证机械能守恒定律（用以上测得的物理量符号表示）。 3. （23-24高三上·江苏镇江·期中）某同学用如图甲所示的装置，通过小铁球的运动来验证动量定理。 实验步骤如下： a.用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门A固定在立柱上，光电门B固定在立柱上的另一位置，调整它们的位置使三者在一条竖直线上； b.切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小铁球通过光电门A和光电门B的时间分别为、，以及小铁球从光电门A到光电门B的时间t。 （1）用螺旋测微器测量钢球的直径，如图乙所示，在读数前应转动装置 （选填“A”、“B”或“C”），再进行读数。 （2）由图丙可读出钢球直径 mm。 （3）若当地重力加速度为g，本实验需要验证的物理量关系为 （用题中的字母表示）。 （4）若要重复多次实验，测量出多组有效数字进行验证，下列操作方法最不可行的是( ) A．换用直径不同的小球        B．改变小球释放点的高度 C．改变光电门A的高度        D．改变光电门B的高度 （5）根据实验测定的小铁球重力冲量I和其动量变化绘制的下列图像，图中虚线代表理论图线，实线代表实际测量图线。若考虑实验中空气阻力的影响，图像可能正确的是( ) A．    B． C．    D． 4. （2022·浙江·一模）（1）有关下列四个实验的说法，正确的有 （多选）    A．如甲图做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”中还需要毫米刻度尺作为测量工具 B．如乙图做“探究向心力与半径、质量、角速度的关系”实验时用到了理想实验法 C． “用油膜法估测分子的大小”实验形成如图丙所示的图案，可能是痱子粉撒得太少 D．用如图丁装置验证气体实验定律时，在柱塞表面涂润滑油是为了增加气密性 （2）用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。实验时先让质量为的入射小球A从斜槽上某一固定位置C由静止释放，小球A从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把质量为的被碰小球B放在水平轨道末端，仍将小球A从位置C由静止释放，小球A和B碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。    请完成下列问题： ①关于实验操作，下列说法正确的是 。 A．实验过程中白纸和复写纸可以根据两小球落点位置随时调整移动 B．以最小的圆圈住尽可能多的落点，则圆心可视为小球的平均落点 C． 两个小球的质量需要满足小于，且轨道表面必须光滑 D．小球与碰撞后，、的落点分别是图乙中的M、P点 ②上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有 。 A． 小球A和B的质量、    B．斜槽末端离地面的高度h C． 位置C到斜槽末端的高度差    D．两小球与斜槽间的动摩擦因数 ③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。 ④该同学进一步测量发现，总是满足，由此判断小球与碰撞属于 。 A． 弹性碰撞    B．非弹性碰撞    C． 完全非弹性碰撞    D．都有可能 5. （2023·浙江台州·三模）某同学利用如图甲所示装置验证动量定理，器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门A、B、天平、砝码盘和砝码等。用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，调节滑轮高度，使细绳保持与导轨平面平行。滑块在砝码和砝码盘的拉动下从气垫导轨的右边开始运动，与计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处光电门时的遮光时间、及遮光片从A到B所用时间。测出砝码盘和砝码的总质量为、滑块（含遮光片）的质量为，已知重力加速度为g。 ①用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示，则 mm； ②实验开始前，调节气垫导轨水平，滑块未连接轻绳时，开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，使滑块上的遮光片分别经过两个光电门的遮光时间 （选填“>，=，＜”）； ③在遮光片随滑块从A到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受的拉力，则拉力冲量的大小 ，滑块动量变化量的大小 ；（均用题中给定的字母表示） ④为尽量减小实验误差，本实验要求砝码盘和砝码的总质量 （选填“远大于”、“远小于”或“等于”）滑块（含遮光片）的质量。 6. （2023·浙江绍兴·二模）在用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验中。 （1）有同学提出了调节气垫导轨的两种方案，如图所示，则符合该实验要求的是方案 （选填“一”或“二”）。 （2）该实验装置如图所示，两滑块质量分别为、，两遮光条宽度均为d。现接通气源，将滑块A向右弹出，与静止的滑块B发生碰撞，计时器获得三组挡光时间为25.17ms、29.25ms、171.6ms。碰撞后滑块B对应挡光时间为 （选填“25.17ms”、“29.25ms”或“171.6ms”）。 7. （2022·安徽·一模）小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下： ①将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示； ②将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值和，如图丙所示。 （1）实验中还需要测量的量有 A．五角硬币和一元硬币的质量、 B．五角硬币和一元硬币的直径、 C．硬币与木板间的动摩擦因数 D．发射槽口到O点的距离 （2）该同学要验证动量守恒定律的表达式为 （用已知量和测量的量表示），若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式 是否成立（用、、表示）。 8. （2023·浙江·模拟预测）恢复系数是反映碰撞时物体变形恢复能力的参数，它只与碰撞物体的材料有关。两物体碰撞后的恢复系数为，其中v1，v2和、分别为物体m1和m2碰撞前后的速度。某同学利用如下实验装置测定物体m1和m2碰撞后的恢复系数。 实验步骤如下 ①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； ②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；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位置。 ③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；重复多次，并使用与2同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； ④用毫米刻度尺量出各个平均落点到斜槽末端点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LD、LE、LF。 根据该同学的实验，回答下列问题： （1）两小球的质量关系为m1 m2（填“>”、“=”或“＜”） （2）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m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 （3）利用实验中测量的数据表示小球m1和m2碰撞后的恢复系数为e= （4）若利用天平测量出两小球的质量分别为m1、m2，则满足 表示两小球碰撞前后动量守恒；若满足e= 表示两小球碰撞前后动量和机械能均守恒。（计算结果保留2位有效数字） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$