分层作业(3)科学验证：动量守恒定律-【智学校本学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册分层作业（鲁科版）

■ 0□00□00 □口1口口1□ 分层作业（三） 题 2□2222 年级 卡 33333 科学验证：动量守恒定律 学号后 信 4□4口4☐4口4☐ 班级： 5555I5 (满分：42分) 位 66☐6]66 姓名： 707D7077 8☐8□8☐8]8 9I99J99■ 1.(4分)（多选）在做“验证动量守恒定律”的实验 (3)在电动卡销放开前和放开后系统的总动量分 时，关于小球落点的下列说法正确的是() 别是 [A]如果小球每一次都从同一点无初速度释放， 19876543210+0.5 重复几次的落点应该是重合的 3.(10分)(24一25·福建福州期中)学校物理兴 [B]由于存在偶然因素，重复操作时小球的落点 趣小组利用气垫导轨验证动量守恒定律，气垫 不重合是正常的，但落点应当比较密集 导轨装置如图所示，由导轨、滑块、弹射器、光电 []测定小球的落点P的位置时，如果重复10次的 门等组成。主要的实验步骤如下： 落点分别为P1、P2、P3、…、P0,则Lop应取Lop1、 光电门1 光电门2 loP2、LoP3、…、LoP10的平均值，即 弹射架滑块1 滑块2 弹射架 lae=ono:十lom+…+homD 10 [D]测定小球的落点P的位置时，如果重复10次 的落点分别为P1、P2、P3、、Po,用半径尽 A.安装好气垫导轨，调节导轨的底脚螺丝，使 量小的圆把P1、P2、P3、…、Po圈住，这个 导轨水平； 圆的圆心就是入射球落点的平均位置P B.把带有遮光条的滑块1放在弹射架和光电 876543210+0.5 门1之间，左侧带有撞针的滑块2放在两光 2.(8分)如图所示，在实验室用两端带竖直挡板 电门之间； C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是mo C.弹射架弹射滑块1，滑块1与弹射架分离之 的滑块A、B做“验证动量守恒定律”的实验， 后通过光电门1，然后与滑块2碰撞，碰后滑 部分步骤如下： 块1和滑块2结合在一起，通过光电门2，最 后被制动； D.读出光电门1与光电门2的挡光时间分别 为△t1=10.20ms、△t2=17.30ms; ①把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质 E.改变滑块1的弹射速度，重复步骤C、D两 量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住 次，读出光电门1与光电门2的挡光时间； A和B,在A和B的固定挡板间放一弹簧，使 F.用游标卡尺测出遮光条的宽度为d= 弹簧处于水平方向上的压缩状态。 5.2mm,用天平测出滑块1与滑块2（包括 ②按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记 撞针)的质量分别为m1=300g、m2= 录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与 200g。 挡板C和D碰撞时，电子计时器自动停表，记 (1)下列调节导轨水平的两种做法中，较好的是 下A至C运动的时间t1、B至D运动的时 间t2。 A.将气垫导轨平放在桌上，不打开气源充气， ③重复几次，取t1、t2的平均值。 将滑块放到导轨上，若滑块不动，则导轨 请回答以下几个问题： 水平 (1)在调整气垫导轨时应注意 B.将气垫导轨平放在桌上，先打开气源充气， 再将滑块放到导轨上，轻推滑块，若滑块先 (2)应测量的数据还有 后通过两个光电门时的挡光时间相等，则导 轨水平 (2)碰撞前滑块1的动量大小为 所示，其中米尺水平放置，且平行于OP。米尺 kg·m/s,碰撞后滑块1和滑块2的总动量大 的零刻度线与O点对齐。 小为 kg·m/s(结果均保留三位有 (1)入射球A的质量mA和被碰球B的质量 效数字)。 mB的关系是mA (选填“>”“<”或 (3)表为另外两次碰撞前、后的动量取得的实验 “=”)mBo 数据： (2)碰撞后B球的水平射程约为 cm. (3)本实验必须测量的物理量是 (填选 碰前滑块1的碰后滑块1、2总 次数 动量(kg·m/s)动量(kg·m/s) 项前的字母)。 A.水平槽上未放B球时，A球平均落点位置 2 0.224 0.220 到O点的距离 0.320 0.315 B.A球与B球碰撞后，A球平均落点位置到O 结合第一次碰撞数据，可得出的实验结论 点的距离 是 C.A球或B球的直径 0 (4)如图所示，若用水平长木板和小车1、2替代 D.A球和B球的质量 气垫导轨和滑块1、2完成本实验，为尽可能减 E.G点相对于水平槽面的高度 小误差，下列做法合理的是 (4)若w之和为不变量，则需验证的关系式 为 光电门1 光电门2 19876543210+0.5 品 5.(10分)气垫导轨工作时，空气从导轨表面的小 7777777777777777 孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一 A.采用宽度大一些的遮光条 层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接 B.适当增加小车1的弹射速度 触，大大减小了滑块运动时的阻力，为了验证动 C,选用表面平整一些的长木板 量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量 D.适当增加两个光电门之间的距离 均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打 19876543210+0.5 点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电 4.(10分)某同学用图甲所示装置利用半径相同 源的频率均为b。气垫导轨正常工作后，接通 的A、B两球的碰撞来寻找不变量，图中CQ为 两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的 斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，实验时先使 速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运 A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下， 动。某次实验打出的点迹清晰的纸带的部分如 落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹；重复 图所示，在其中一个纸带上以同间距的6个连 上述操作10次，得到10个落点痕迹。然后把 续点为一段划分纸带的一部分，在另一个纸带 B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球 上以同间距的6个连续点为一段划分，用刻度 仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后， 尺分别量出其长度s1、S2和s3。若题中各物理 A、B两球分别在记录纸上留下各自的落点痕 量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的 迹，重复该操作10次。 质量与速度乘积大小分别为 记录纸 ,两滑块的质量与速度乘积 G 大小之和为 ;碰撞后两滑块的总 米尺 质量与共同速度的乘积大小为 em 60 70 重复上述实验，多做几次，若碰撞前、后两滑块 MPN 的总动量在实验误差允许的范围内相等，则碰 甲 撞前后系统的动量守恒。 图甲中O为水平槽末端在记录纸上的垂直投 影点，P为未放被碰球B时A球的平均落点， ●● -81 FS M为与B球碰撞后A球的平均落点，N为被 ◆0。。。。●。。。。。 碰球B的平均落点。若B球落点痕迹如图乙 6(2)设小球到达最低点时，小球向左移动的距离为51，小车向 d (②)滑块1碰撞前的速度为01一A,碰前动量大小为一 右移动的距离为$2，根据水平方向动量守恒有 ms1=mos2 m101≈0.153kg·m/s,碰撞后滑块1和滑块2的速度为2 且s1十s2=l d mol ml △t2 总动量大小p2=(m1+m2)v2≈0.150kg·m/s。 联立两式解得51 m十m,52 m。十m9 (3)由题表中数据和第一次碰撞结果可以看出，碰前的动量 (3)由于惯性作用，当小球到达最低点后，继续向左运动，小 略大于碰后的动量，原因是运动过程中存在阻力。所以得出 车继续向右运动，直到小球与小车速度为0，此时小球位于最 的结论是在误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒。 左端与小球初始位置等高处，则小球向左移动的最大距离为 (4)遮光条的宽度增大，小车通过光电门的运动时间变长，速 2mol 5在=251= m。+m 度测量误差变大，实验误差变大，故A错误；选择表面平整的 分层作业（三） 木板可以减小阻力，有助于减小实验误差，适当增加小车1的 弹射速度，可以让小车通过光电门的速度大一些，即让速度 答案速对 测量误差变小，也可以减小实验误差，故B、C正确；因为木板 上存在阻力，适当增加两光电门的距离会增大阻力的影响， 从而增大实验误差，故D错误。 BD 4.[解析](1)要使两球碰撞后都向右运动，应使A球质量大 2.(1)用水平仪调整气垫导轨水平(2)A至C的距离 于B球质量，即mA>mB。 L1、B至D的距离L2(3)0(m。十m) y一mot (2)作能将10个，点圈在圆内的最小圆，将其圆心作为平均落 t ,点，可由米尺测得碰撞后B球的水平射程约为64.7cm 3.(1)B(2)0.1530.150(3)见解析(4)BC (3)小球从同一高度飞出做平抛运动，飞行的时间t相同，而 4.(1)>(2)64.7(64.2~65.2均可)(3)ABD 水平方向为匀速直线运动，故水平位移x=t,所以只要测出 (4)mA·OP=mA·OM+mB·ON 小球飞行的水平位移，就可以用水平位移的测量值代替平抛 5.0.2abs10.2abs30.2ab(s1-s3)0.4abs2 初速度；所以须测出未放B球时A球飞行的水平距离OP,碰 试题精析 撞后A、B两球飞行的水平距离OM和ON以及A、B两球的 1.BD[虽然小球每一次都从同一点无初速度释放，由于存在偶 质量，故A、B、D正确。 然因素，不可能落在同一点，但落点会比较密集，A错误，B正 (4)若mU之和为不变量，需验证的关系式为mA0A=mAvA 确：关于点P位置的确定，应画一个圈住所有落点且半径最小 十ms,将A=0P, 必，，'-0代入上式得要验 :U=OM 的圆，该圆的圆心就是落点的平均位置，C错误，D正确。] 2.[解析](1)为了保证滑块A、B作用后做匀速直线运动，必 证的关系式为mA·OP=mA·OM十mB·ON。 须使气垫导轨水平，需要用水平仪加以调试。 5.[解析]因为打点计时器所用电源的频率为b,所以打点周 (2)要求出A、B两滑块在卡销放开后的速度，需测出A至C 期为 运动的时间t1和B至D运动的时间t2,并且要测量出两滑 方，则碰撞前两滑块的质量与速度乘积分别为 块到挡板的距离L,和L,再由公式)=产求出其速度。 s1-=0.2abs1 (3)设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度大小 65 分别为vA= L1 上。碰前两滑块静止，U=0,系统的总 -,UB= mv2=aX- 3-=0.2absg 1 5 动量为0，碰后两滑块的总动量为(m。十m) 一mot2 因为运动方向相反，所以碰撞前两滑块质量与速度乘积之和 3.[解析](1)若不打开气源充气，将滑块放到导轨上，由于摩 为mw1一mv2=0.2ab(s1-s3) 擦阻力作用，即使气垫导轨不水平，滑块仍然可能不动，所以 碰撞后两滑块的总质量与共同速度的乘积为 应该将气垫导轨平放在桌上，先打开气源充气，再将滑块放 到导轨上，轻推滑块，若滑块先后通过两个光电门时的挡光 2mw'=2a×1 s2一=0.4abs2° 时间相等，则导轨水平。故选B。 6大5 I44