1.4 实验：验证动量守恒定律 基础练习卷-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

实验：验证动量守恒定律基础练习卷 一、实验题 1．学习了“探究碰撞中的不变量”的实验后，某实验小组选用图甲所示的水平气垫导轨、光电门等测量装置研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。主要实验步骤如下： ①调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作； ②在滑块1上装上挡光片，在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥，测量挡光片宽度L=，用天平测出滑块1和滑块2的质量m1=0.32kg、m2=0.18kg； ③将滑块1和滑块2放在气垫导轨上，滑块2处于静止状态，让滑块1以一定的初速度与滑块2碰撞，撞后两者粘在一起，记下碰前挡光片的遮光时间t1=0.015s和碰后挡光片的遮光时间t2=0.024s； (1)滑块1碰前的动量p1=________；两滑块碰撞后的总动量p2=__________（计算结果保留两位有效数字）； (2)p1与p2的大小有差异，其原因可能是__________。（写一条即可） 2．某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。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，得到了如图所示的三个落地点。 (1)并在图中读出OP=_____ cm； (2)关于该实验，下列说法正确的是 。 A．斜轨道一定要光滑 B．入射小球质量mA应大于被碰小球质量mB C．斜轨道末端需要调成水平 D．必须测出两小球做平抛运动的竖直高度 (3)要验证两小球碰撞过程动量是否守恒，需要验证的表达式为__________。（用mA、mB、、、表示） 3．某同学用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动。长木板的顶端安装着位移传感器，可以测量小车A到传感器的距离x。 （1）现将小车A紧靠传感器，并给小车A一个初速度，传感器记录了x随时间t变化的图像如图乙所示，此时应将小木块水平向______（选填“左”或“右”）稍微移动一下。 （2）调整好长木板后，让小车A以某一速度运动，与静止在长木板上的小车B（后端粘有橡皮泥）相碰并粘在一起，导出传感器记录的数据，绘制x随时间t变化的图像如图丙所示。 （3）已知小车A的质量为0.4kg，小车B（连同橡皮泥）的质量为0.2kg，由此可知碰前两小车的总动量是______kg·m·s-1，碰后两小车的总动量是______kg·m·s-1。（计算结果均保留两位有效数字）。若在误差允许的范围内，两小车碰撞前后总动量相等，则碰撞前后动量守恒。 4．用气垫导轨和光电门等装置来验证动量守恒定律和测量轻弹簧对滑块的冲量、弹簧的弹性势能，实验装置如图所示。滑块在气垫导轨上运动时阻力不计，其上方挡光条到达光电门D（或E）时，计时器开始计时；挡光条到达光电门C（或F）时，计时器停止计时。实验主要步骤如下： a.用天平分别测出滑块A、B的质量、； b.给气垫导轨通气并调整使其水平； c.调节光电门，使其位置合适，测出光电门C、D间的水平距离L，光电门E、F间的水平距离x； d.A、B之间紧压一轻弹簧（与A、B不粘连），并用细线拴住A、B，如图静置于气垫导轨上； e.烧断细线，A、B各自运动，弹簧恢复原长前A、B均未到达光电门，从计时器上分别读取A、B在两光电门之间运动的时间、。 (1)利用上述测量的物理量，写出验证动量守恒定律的表达式：______（用题中所给的字母表示）。 (2)利用上述各量可得出弹簧对滑块A的作用力的冲量大小为______，弹簧对滑块B的作用力的冲量大小为______；若，则弹簧对滑块A的作用力的冲量大小和对滑块B的作用力的冲量大小之间的关系是______（选填“大于”“小于”或“等于”）。 (3)利用上述各量还能测出烧断细线前弹簧的弹性势能______（用题中所给的字母表示）。 5．现利用图甲所示装置验证“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，数字计时器（图中未画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A的质量，滑块B的质量，遮光片的宽度；打点计时器所用交变电流的频率。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰，碰前滑块A的速度大小，碰后数字计时器显示的时间为，碰撞前、后打出的纸带如图乙所示。 (1)通过分析可知，纸带的____端（填“左”或“右”）与滑块A左侧相连； (2)滑块A在碰撞后的速度大小____m/s，滑块B在碰撞后的速度大小____m/s；（结果均保留3位有效数字） (3)设两滑块碰撞前、后的总动量分别为p和，则，____（结果保留3位有效数字）。 (4)由本次实验获得的初步结论是_____。 6．某实验小组用如图（a）所示装置通过半径相同的小球1和2的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使小球1从斜槽顶端固定挡板处由静止开始释放，落到位于水平地面的记录纸上，重复上述操作10次。再把小球2放在水平槽上靠近槽末端位置，让小球1仍从斜槽顶端固定挡板处由静止开始释放，小球1和2的碰撞后。分别在记录纸上留下落点痕迹。重复这种操作10次，用最小的圆圈把所有落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，得到如图（b）所示的三个落点Q、P和R。O点为斜槽末端在记录纸上的竖直投影点。 (1)由图（b）信息可知，小球1和2的质量之比近似为 。（填正确答案标号） A．2∶1 B．3∶1 C．3∶2 (2)由图（b）信息可知，在误差允许范围内，小球1和2碰撞___________弹性碰撞。（选填“是”或“不是”） 7．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时先让质量为的入射小球A从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，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，P为落点的平均位置。再把质量为的被撞小球B放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N分别为落点的平均位置。 (1)实验中，必须测量的物理量是 。（填选项前的符号） A．两个小球的质量、 B．小球开始释放高度h C．抛出点距地面的高度H D．两小球做平抛运动的时间t E．平抛的水平射程OP、OM、ON (2)关于本实验，下列说法正确的是 。（填选项前的符号） A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端切线必须水平 C．入射小球的质量必须大于被撞小球的质量 D．实验过程中，白纸可以移动 (3)实验的相对误差定义为：。若即可认为动量守恒。某次实验中小球落地点距O点的距离如图乙所示，已知，，请通过计算说明本次实验中两球的水平动量是否守恒。____ 8．某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，其右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下： A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片； B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量 C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧（与a、b不连接），静止放置在平台上： D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动； E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t； F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s； G．改变弹簧压缩量，进行多次测量。 （1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为______mm。 （2）针对该实验装置和实验结果，a经过光电门的速度大小为______；b离开平台水平速度=______。 （3）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小相等，即______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的弹性势能为______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）。 9．在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。     (1)实验室有如下A、B、C三个小球，则入射小球应该选取_____进行实验（填字母代号）； A． B． C． (2)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验，白纸上留下了10个印迹，如果用画圆法确定小球的落点，图丙中画的三个圆最合理的是_____； A．A B．B C．C (3)关于本实验，下列说法正确的是_____； A．小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放 B．必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 C．斜槽必须足够光滑且末端保持水平 10．请完成下列实验操作和计算。 (1)某小组利用游标卡尺测量水管的内径，图中游标卡尺的读数为________mm。 (2)某实验小组利用位移传感器和气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示。滑块A上装有信号发射器，位移传感器可测量其位移及对应的时间，滑块A和B上均安装了粘扣，使两滑块发生碰撞时可粘在一起。实验过程如下： ①打开气源电源，调节气垫导轨水平，将滑块A放置在靠近位移传感器一端，开启传感器，同时轻推一下滑块A，使滑块A滑行一段距离后与滑块B碰撞，传感器记录滑块A的位移x与时间t的关系图像如图乙所示，两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度大小为________m/s（保留一位有效数字）。 ②用天平称量出滑块A（含粘扣和信号发射器）的总质量为，则滑块B（含粘扣）的总质量为________g时，两滑块碰撞前后动量守恒。 11．某同学用光电门和气垫导轨做“验证碰撞过程中动量守恒定律”的实验，步骤如下： (1)调节气垫导轨至水平状态后，将滑块A、B放置在图甲所示的初始位置，用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB（含遮光条）。用游标卡尺分别测量固定在滑块A、B上遮光条的宽度d1、d2，其中d1的示数如图乙所示，则d1=________mm。 (2)给滑块A施加一初速度，使其经过光电门1后与滑块B发生碰撞，再先后通过光电门2（两滑块通过光电门2之前未再次碰撞）。测得滑块A上的遮光条通过光电门1的挡光时间为t，滑块A上的遮光条通过光电门2的挡光时间为t1，滑块B上的遮光条通过光电门2的挡光时间为t2，则两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度为________（用测量的物理量字母表示）。 (3)若有关系式________成立（用字母mA、mB、d1、d2、t、t1、t2表示），则说明两滑块组成的系统在碰撞过程中动量守恒。 12．某实验小组利用如图1所示的装置来验证“动量守恒定律”。气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块A、B上各自固定一个竖直遮光条，且两遮光条完全相同。 (1)用游标卡尺测得遮光条的宽度如图2所示，则其读数为__________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，使它从气垫导轨左端向右运动，发现该滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为了使气垫导轨水平，可以调节旋钮Q使导轨右端__________（选填“升高”或“降低”）一些。 (3)调整好实验装置后，测出滑块A和遮光条的总质量为m1，滑块B和遮光条的总质量为m2。将滑块A静置于光电门1、2之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得一水平向左的速度，B经过光电门2后与A发生碰撞并被弹回，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。小明想要验证此次碰撞过程中系统动量守恒，则他需要验证的关系式是：__________（用m1、m2、、、表示）。 13．某实验小组想用多种方式验证动量守恒定律。 (1)如图所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律.图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P释放。然后，把半径相同的B球静置于轨道末端，再将A球从斜轨上释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后落点的平均位置分别为D和F。用刻度尺测量出水平射程、、。测得A球的质量为，B球的质量为。 ①实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度。必须满足的条件有______； A．两球的质量必须相等 B．轨道末端必须水平 C．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 D．轨道倾斜部分必须光滑 ②在实验误差允许范围内，若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球发生的是弹性碰撞。 (2)如图小李同学利用另一套装置做了一个新实验，选取两个体积相同、质量不等的小球（大于），先让质量为的小球从轨道顶部由静止释放，由轨道末端的O点飞出并落在斜面上。再把质量为的小球放在O点，让小球仍从原位置由静止释放，与小球碰后两小球均落在斜面上，分别记录M、P、N三个落点的位置距离O点的长度分别为、、。在实验误差允许的范围内，若满足关系式______，则可认为两球碰撞过程中动量守恒（用题目中的物理量表示）。 仅改变小球的质量（两小球质量关系仍符合题干条件），其他条件均不变，将小球多次从轨道顶部由静止释放，与不同质量的小球相碰，以为横坐标、为纵坐标作出图像，若该碰撞为弹性碰撞，则下列图像正确的是______。 A．    B．   C． 14．某同学利用图示的实验装置验证动量守恒定律。气垫导轨上安装了光电门1和光电门2，两个滑块上固定有完全相同的竖直挡光片，两滑块（含挡光片）的质量分别为和（）。实验步骤如下： (1)接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从导轨左端向右运动，发现滑块通过光电门1的挡光时间大于通过光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可只调节旋钮Q使导轨右端________（选填“升高”或“降低”）； (2)实验过程中，让滑块A以一定的初速度向右与静止的滑块B发生碰撞，为使碰撞后两滑块运动方向相反，则在安装器材时，应选取质量为________（选填“”或“”）的滑块作为滑块A，滑块运动的初始位置合理的示意图是________（选填“甲”或“乙”）； (3)按照上述的设计要求，使滑块A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与静止的滑块B碰撞。滑块A碰撞前、后其挡光片经过光电门的挡光时间分别为、；滑块B碰撞后其挡光片经过光电门的挡光时间为。在实验误差允许的范围内，若满足关系式________（用、、、、表示），即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。若________（用、表示），则可说明该碰撞为弹性碰撞。 15．一研究学习小组设计出如图甲所示的实验装置来探究“动量守恒定律”。 （1）如图甲所示，两个半径相同的刚性球悬挂于同一水平面，两悬点的距离等于刚性球的直径大小，线长相等，将其中一球拉开至一定角度，松手后使之与另一球发生正碰。 （2）如图甲所示，分析连拍照片得出，球1从点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后达到的最高位置为，球2向左摆动的最高位置为。测得球1的质量、球2的质量，、、到最低点的竖直高度差分别为、、，已知重力加速度为。则碰后瞬间小球1的速度大小为__________。 （3）若测量数据近似满足关系式__________（用、、、、表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒；若两小球发生的是弹性碰撞，则应满足关系式__________（用、、表示） 16．用气垫导轨、数字计时器、光电门、滑块、遮光片等器材验证动量守恒定律。 （1）将气垫导轨摆放在桌面上，然后________（填选项符号） A．将滑块放在气垫导轨上，再接通气泵    B．接通气泵，再将滑块放在气垫导轨上 （2）取一滑块置于气垫导轨上，轻推，使之从右向左依次通过两个光电门，遮光片遮光时间分别为＝0.012s，＝0.018s，则需调节________（填“固定支架”或“调平螺丝”）使气垫导轨右侧升高。再次轻推滑块，当＝时，说明气垫导轨已经调平； （3）测得滑块上遮光片的宽度均为d＝1.00cm，滑块1、2的质量分别为＝260.0g，＝165.0g； （4）将滑块1静置于OA之间，将滑块2静置于AB之间。轻推滑块1，两滑块发生碰撞，数字计时器连续记录下三个时间，依次为＝0.010s，＝0.009s，＝0.042s，如果表达式________（用给出的物理量符号表示）成立，则验证了系统动量守恒； （5）根据上述测得数据计算可得碰前滑块1的动量为＝________kg·m/s，碰后滑块1的动量，滑块2的动量； （6）将以上数据代入公式，计算出实验中的相对误差。 17．利用图示的实验装置完成验证动量守恒定律的实验。让质量为m1的滑块A（含遮光片）从导轨的左侧向右运动，穿过光电门与质量为的静止滑块B（含遮光片）在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞前后A和B的动量大小，进而分析碰撞过程中动量是否守恒。已知两滑块上遮光片的宽度相同，则完成下列填空： （1）实验前不放滑块B，将滑块A置于最左端，开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块A，当滑块A上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时，可认为气垫导轨水平； （2）若测得两滑块的质量分别为0.510kg和0.304kg。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）实验时，将B置于两光电门之间静止，使A从最左端以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，记录碰前A的遮光片经过左侧光电门的时间，以及碰后A和B的遮光片分别经过左侧和右侧光电门的时间和； （4）若关系式________成立，说明碰撞前后，两滑块组成的系统动量守恒： （5）若关系式________成立，说明两滑块的碰撞是弹性碰撞。 18．某实验小组利用图甲所示装置验证动量守恒定律。先将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的挡板边缘，调节挡板为竖直状态；然后从斜槽上某一位置释放匀质小球A，撞到挡板上的白纸留下压痕P；将挡板向右水平平移适当距离，让小球A从同一位置由静止释放，落到挡板上的白纸留下压痕；保持挡板位置不变，将半径相同的小球B放在斜槽轨道末端，让小球A从同一位置由静止释放，与小球B碰撞后先后撞在挡板上的白纸留下压痕，如图乙所示。重力加速度大小为g。 (1)关于本实验，下列说法正确的有______。 A．选择体积大、密度小的小球 B．斜槽必须光滑 C．小球A质量应大于小球B质量 (2)测量数据时，可将抛出点O定为坐标原点，建立直角坐标系。点O应为如图丙______位置（选填“a”“b”或“c”）。 (3)若通过改变挡板向右平移距离x，让小球A从同一位置由静止释放，测出挡板上的压痕与P点距离h；重复多次实验，作出图线，求得图线斜率为k，则可求出其平抛运动的初速度______（用斜率k和重力加速度g表示）。 (4)测量小球A和小球B的质量为、，各压痕中心点与P点的距离、、分别为、、。当满足关系式______时，则可验证两球碰撞过程中动量守恒（要求用本小问测出物理量的字母表示）。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验：验证动量守恒定律基础练习卷 一、实验题 1．学习了“探究碰撞中的不变量”的实验后，某实验小组选用图甲所示的水平气垫导轨、光电门等测量装置研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。主要实验步骤如下： ①调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作； ②在滑块1上装上挡光片，在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥，测量挡光片宽度L=，用天平测出滑块1和滑块2的质量m1=0.32kg、m2=0.18kg； ③将滑块1和滑块2放在气垫导轨上，滑块2处于静止状态，让滑块1以一定的初速度与滑块2碰撞，撞后两者粘在一起，记下碰前挡光片的遮光时间t1=0.015s和碰后挡光片的遮光时间t2=0.024s； (1)滑块1碰前的动量p1=________；两滑块碰撞后的总动量p2=__________（计算结果保留两位有效数字）； (2)p1与p2的大小有差异，其原因可能是__________。（写一条即可） 【答案】(1) 0.096 0.094 (2)存在空气阻力 【详解】（1）[1]碰前滑块1的速度为 所以滑块1碰前的动量 [2]碰后滑块1、2的速度为 两滑块碰撞后的总动量 （2）p1与p2的大小有差异，其原因是滑块运动过程中有空气阻力存在。 2．某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。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，得到了如图所示的三个落地点。 (1)并在图中读出OP=_____ cm； (2)关于该实验，下列说法正确的是 。 A．斜轨道一定要光滑 B．入射小球质量mA应大于被碰小球质量mB C．斜轨道末端需要调成水平 D．必须测出两小球做平抛运动的竖直高度 (3)要验证两小球碰撞过程动量是否守恒，需要验证的表达式为__________。（用mA、mB、、、表示） 【答案】(1)13.0/12.5/12.6/12.7/12.8/12.9/13.1/13.2 (2)BC (3) 【详解】（1）用尽可能小的圆把球的10个落点痕迹圈起来，圆的圆心位置即为落地点的平均位置，由图可知，刻度尺的分度值为，所以OP的长度为 （2）A．斜轨道不需要光滑。只要A球每次从同一位置由静止释放，重力与摩擦力的合力做功恒定，小球到达轨道末端的速度就相同，因此轨道是否光滑不影响实验，故A 错误；   B．入射球A的质量应大于被碰球B的质量。若，碰撞后入射小球A可能反弹，导致平抛初速度方向改变，无法用水平位移代表速度方向。故B 正确；   C．斜轨道末端必须切线水平。只有末端水平，小球抛出的初速度方向才水平，小球离开轨道后才做平抛运动，才能用水平位移代替速度，否则速度方向不水平，无法用平抛规律分析。故C 正确； D．不需要测出两小球做平抛运动的竖直高度。只要两球竖直高度相同，运动时间t就相同，就可以得到水平位移与平抛的初速度成正比，所以无需测量小球做平抛运动的竖直高度。故D 错误。 故选BC。 （3）设平抛下落高度为，下落时间为，则有 解得 设平抛运动的水平位移为，则平抛运动的初速度为 所以小球A未与小球B碰撞前的平抛初速度为 小球A与小球B碰撞后小球A的平抛初速度为 小球A与小球B碰撞后小球B的平抛初速度为 根据动量守恒定律得 分别将、、代入上式化简解得 3．某同学用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动。长木板的顶端安装着位移传感器，可以测量小车A到传感器的距离x。 （1）现将小车A紧靠传感器，并给小车A一个初速度，传感器记录了x随时间t变化的图像如图乙所示，此时应将小木块水平向______（选填“左”或“右”）稍微移动一下。 （2）调整好长木板后，让小车A以某一速度运动，与静止在长木板上的小车B（后端粘有橡皮泥）相碰并粘在一起，导出传感器记录的数据，绘制x随时间t变化的图像如图丙所示。 （3）已知小车A的质量为0.4kg，小车B（连同橡皮泥）的质量为0.2kg，由此可知碰前两小车的总动量是______kg·m·s-1，碰后两小车的总动量是______kg·m·s-1。（计算结果均保留两位有效数字）。若在误差允许的范围内，两小车碰撞前后总动量相等，则碰撞前后动量守恒。 【答案】 左 【详解】[1]由乙图可知，给小车A一个初速度后小车A做减速运动，所以，应将小木块水平向左稍微移动一下，以使小车A在斜面上能做匀速运动。 [2][3]由丙图可求得碰前和碰后小车A的速度分别为 所以，碰前和碰后两小车的总动量分别为 4．用气垫导轨和光电门等装置来验证动量守恒定律和测量轻弹簧对滑块的冲量、弹簧的弹性势能，实验装置如图所示。滑块在气垫导轨上运动时阻力不计，其上方挡光条到达光电门D（或E）时，计时器开始计时；挡光条到达光电门C（或F）时，计时器停止计时。实验主要步骤如下： a.用天平分别测出滑块A、B的质量、； b.给气垫导轨通气并调整使其水平； c.调节光电门，使其位置合适，测出光电门C、D间的水平距离L，光电门E、F间的水平距离x； d.A、B之间紧压一轻弹簧（与A、B不粘连），并用细线拴住A、B，如图静置于气垫导轨上； e.烧断细线，A、B各自运动，弹簧恢复原长前A、B均未到达光电门，从计时器上分别读取A、B在两光电门之间运动的时间、。 (1)利用上述测量的物理量，写出验证动量守恒定律的表达式：______（用题中所给的字母表示）。 (2)利用上述各量可得出弹簧对滑块A的作用力的冲量大小为______，弹簧对滑块B的作用力的冲量大小为______；若，则弹簧对滑块A的作用力的冲量大小和对滑块B的作用力的冲量大小之间的关系是______（选填“大于”“小于”或“等于”）。 (3)利用上述各量还能测出烧断细线前弹簧的弹性势能______（用题中所给的字母表示）。 【答案】(1) (2) 等于 (3) 【详解】（1）利用题述测量的物理量可知，弹簧恢复原长后滑块A的速度大小为 滑块B的速度大小为 根据动量守恒定律知 所以验证动量守恒定律的表达式为 （2）[1]根据动量定理，弹簧对滑块A的作用力的冲量大小为 则 [2]弹簧对滑块B的作用力的冲量大小为 则 [3]无论两滑块的质量关系如何，弹簧对滑块A的作用力的冲量大小和对滑块B的作用力的冲量大小之间的关系都是等于。 （3）烧断细线前弹簧的弹性势能等于烧断细线后两滑块A、B最终的动能之和，根据能量守恒知，利用题述各量还能测出烧断细线前弹簧的弹性势能为 则 5．现利用图甲所示装置验证“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，数字计时器（图中未画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A的质量，滑块B的质量，遮光片的宽度；打点计时器所用交变电流的频率。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰，碰前滑块A的速度大小，碰后数字计时器显示的时间为，碰撞前、后打出的纸带如图乙所示。 (1)通过分析可知，纸带的____端（填“左”或“右”）与滑块A左侧相连； (2)滑块A在碰撞后的速度大小____m/s，滑块B在碰撞后的速度大小____m/s；（结果均保留3位有效数字） (3)设两滑块碰撞前、后的总动量分别为p和，则，____（结果保留3位有效数字）。 (4)由本次实验获得的初步结论是_____。 【答案】(1)右 (2) 0.970 2.50 (3)0.591 (4)在误差允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞动量守恒。 【详解】（1）由题知，滑块A的质量大于滑块B的质量，滑块A碰后速度小于碰前速度，所以纸带的右端与滑块A左侧相连。 （2）[1]由纸带图像知 时间间隔为 代入得 [2]碰后B的速度为 代入得 （3）碰后动量为 代入得 （4）由（3）知碰前动量和碰后动量近似相等，故由本次实验获得的初步结论是：在误差允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞动量守恒。 6．某实验小组用如图（a）所示装置通过半径相同的小球1和2的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使小球1从斜槽顶端固定挡板处由静止开始释放，落到位于水平地面的记录纸上，重复上述操作10次。再把小球2放在水平槽上靠近槽末端位置，让小球1仍从斜槽顶端固定挡板处由静止开始释放，小球1和2的碰撞后。分别在记录纸上留下落点痕迹。重复这种操作10次，用最小的圆圈把所有落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，得到如图（b）所示的三个落点Q、P和R。O点为斜槽末端在记录纸上的竖直投影点。 (1)由图（b）信息可知，小球1和2的质量之比近似为 。（填正确答案标号） A．2∶1 B．3∶1 C．3∶2 (2)由图（b）信息可知，在误差允许范围内，小球1和2碰撞___________弹性碰撞。（选填“是”或“不是”） 【答案】(1)A (2)是 【详解】（1）设碰前瞬间小球1的速度为，碰后瞬间小球1、2的速度分别为、，由动量守恒定律得 由平抛运动规律知，两小球竖直方向做自由落体运动，下落高度相同，运动时间相等，则有 可得 则小球1和2的质量之比为 A正确； 故选A。 （2）假设小球1和2碰撞为弹性碰撞，根据机械能守恒可得 且 联立可得 则有 由图（b）可得 因为，所以假设成立，故小球1和2碰撞是弹性碰撞。 7．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时先让质量为的入射小球A从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，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，P为落点的平均位置。再把质量为的被撞小球B放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N分别为落点的平均位置。 (1)实验中，必须测量的物理量是 。（填选项前的符号） A．两个小球的质量、 B．小球开始释放高度h C．抛出点距地面的高度H D．两小球做平抛运动的时间t E．平抛的水平射程OP、OM、ON (2)关于本实验，下列说法正确的是 。（填选项前的符号） A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端切线必须水平 C．入射小球的质量必须大于被撞小球的质量 D．实验过程中，白纸可以移动 (3)实验的相对误差定义为：。若即可认为动量守恒。某次实验中小球落地点距O点的距离如图乙所示，已知，，请通过计算说明本次实验中两球的水平动量是否守恒。____ 【答案】(1)AE (2)BC (3)见解析 【详解】（1）A．根据动量守恒定律知 故需要测量两个小球的质量、，A正确； B．小球开始释放高度相同，抛出点速度相同，故不需要测量小球开始释放的高度，B错误； CDE．由于小球做平抛的高度相同，故下落的时间相等。由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，故需要测量平抛的水平射程OP、OM、ON，CD错误，E正确； 故选AE。 （2）A．实验中，斜槽轨道不一定需要光滑，只须保证同一高度滑下即可，A错误； B．实验中，斜槽末端必须水平，保证小球做平抛运动，B正确； C．为了防止碰撞后入射球反弹，入射小球的质量必须大于被撞小球的质量，C正确； D．实验中，复写纸和白纸的位置不可以移动，确保落地点位置精准，D错误； 故选BC。 （3）根据动量守恒定律知 由平抛运动知 则 解得 碰撞前总动量为 碰撞后总动量为 相对误差为 故本次实验中两球的水平方向动量守恒。 8．某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，其右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下： A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片； B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量 C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧（与a、b不连接），静止放置在平台上： D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动； E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t； F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s； G．改变弹簧压缩量，进行多次测量。 （1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为______mm。 （2）针对该实验装置和实验结果，a经过光电门的速度大小为______；b离开平台水平速度=______。 （3）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小相等，即______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的弹性势能为______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）。 【答案】 3.80mm 【详解】（1）[1]挡光片的宽度 （2）[2]很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，a经过光电门的速度大小为 [3]b球离开平台后做平抛运动，根据 解得 （3）[4]验证动量守恒，应该验证 因此动量守恒定律的表达式为 [5]弹性势能大小为 代入数据整理得 9．在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。     (1)实验室有如下A、B、C三个小球，则入射小球应该选取_____进行实验（填字母代号）； A． B． C． (2)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验，白纸上留下了10个印迹，如果用画圆法确定小球的落点，图丙中画的三个圆最合理的是_____； A．A B．B C．C (3)关于本实验，下列说法正确的是_____； A．小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放 B．必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 C．斜槽必须足够光滑且末端保持水平 【答案】(1)B (2)A (3)A 【详解】（1）本实验要求：入射小球质量大于被碰小球（防止入射球碰撞后反弹），且两球直径相同（保证对心碰撞）。三个小球中，B球直径为2cm（可和同直径的A球对心碰撞），质量24g大于A球的12g，则选B作为入射小球，A为被碰小球符合要求，故选B。 （2）用画圆法确定落点时，需要用最小的圆将所有实验得到的落点全部包含，圆心即为小球的平均落点。图丙中只有A对应的圆包含了全部印迹，因此最合理的是A，故选A。 （3）A．小球每次从斜槽同一位置由静止释放，才能保证碰撞前入射球的速度相同，故A正确； B．本实验中小球平抛下落高度相同，运动时间相同，速度，可直接用水平位移代替速度，不需要测量斜槽末端到地面的高度，故B错误； C．斜槽不需要足够光滑，只要每次从同一位置释放，就能保证入射球飞出速度相同，只要求斜槽末端水平即可，故C错误。 故选A。 10．请完成下列实验操作和计算。 (1)某小组利用游标卡尺测量水管的内径，图中游标卡尺的读数为________mm。 (2)某实验小组利用位移传感器和气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示。滑块A上装有信号发射器，位移传感器可测量其位移及对应的时间，滑块A和B上均安装了粘扣，使两滑块发生碰撞时可粘在一起。实验过程如下： ①打开气源电源，调节气垫导轨水平，将滑块A放置在靠近位移传感器一端，开启传感器，同时轻推一下滑块A，使滑块A滑行一段距离后与滑块B碰撞，传感器记录滑块A的位移x与时间t的关系图像如图乙所示，两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度大小为________m/s（保留一位有效数字）。 ②用天平称量出滑块A（含粘扣和信号发射器）的总质量为，则滑块B（含粘扣）的总质量为________g时，两滑块碰撞前后动量守恒。 【答案】(1)19.30 (2) 0.2 200 【详解】（1）由于游标卡尺为20分度，其精确度为 由游标卡尺的示数可知，水管的内径为 （2）[1]由图乙可知，碰撞前瞬间滑块A的速度大小为 [2]由图乙可知，碰撞后滑块A、B的共同速度大小为 根据动量守恒定律可得 代入数据解得 11．某同学用光电门和气垫导轨做“验证碰撞过程中动量守恒定律”的实验，步骤如下： (1)调节气垫导轨至水平状态后，将滑块A、B放置在图甲所示的初始位置，用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB（含遮光条）。用游标卡尺分别测量固定在滑块A、B上遮光条的宽度d1、d2，其中d1的示数如图乙所示，则d1=________mm。 (2)给滑块A施加一初速度，使其经过光电门1后与滑块B发生碰撞，再先后通过光电门2（两滑块通过光电门2之前未再次碰撞）。测得滑块A上的遮光条通过光电门1的挡光时间为t，滑块A上的遮光条通过光电门2的挡光时间为t1，滑块B上的遮光条通过光电门2的挡光时间为t2，则两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度为________（用测量的物理量字母表示）。 (3)若有关系式________成立（用字母mA、mB、d1、d2、t、t1、t2表示），则说明两滑块组成的系统在碰撞过程中动量守恒。 【答案】(1)2.6 (2) (3) 【详解】（1）图乙可知游标卡尺精度为0.1mm，则d1=2mm+0.1mm×6=2.6mm。 （2）两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度为遮光条通过光电门1的速度。 （3）由题，两滑块发生碰撞后瞬间的速度为遮光条通过光电门2的速度，滑块B的速度 滑块A的速度 若A、B碰撞满足动量守恒，则有 故得 12．某实验小组利用如图1所示的装置来验证“动量守恒定律”。气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块A、B上各自固定一个竖直遮光条，且两遮光条完全相同。 (1)用游标卡尺测得遮光条的宽度如图2所示，则其读数为__________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，使它从气垫导轨左端向右运动，发现该滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为了使气垫导轨水平，可以调节旋钮Q使导轨右端__________（选填“升高”或“降低”）一些。 (3)调整好实验装置后，测出滑块A和遮光条的总质量为m1，滑块B和遮光条的总质量为m2。将滑块A静置于光电门1、2之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得一水平向左的速度，B经过光电门2后与A发生碰撞并被弹回，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。小明想要验证此次碰撞过程中系统动量守恒，则他需要验证的关系式是：__________（用m1、m2、、、表示）。 【答案】(1)1.345 (2)升高 (3) 【详解】（1）读数 （2）由题知，滑块从左向右做加速运动，气垫导轨右端偏低，要使其水平，应调节旋钮Q使导轨右端升高一点。 （3）若碰撞过程中动量守恒，取水平向左为正方向，则应满足 即 13．某实验小组想用多种方式验证动量守恒定律。 (1)如图所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律.图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P释放。然后，把半径相同的B球静置于轨道末端，再将A球从斜轨上释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后落点的平均位置分别为D和F。用刻度尺测量出水平射程、、。测得A球的质量为，B球的质量为。 ①实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度。必须满足的条件有______； A．两球的质量必须相等 B．轨道末端必须水平 C．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 D．轨道倾斜部分必须光滑 ②在实验误差允许范围内，若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球发生的是弹性碰撞。 (2)如图小李同学利用另一套装置做了一个新实验，选取两个体积相同、质量不等的小球（大于），先让质量为的小球从轨道顶部由静止释放，由轨道末端的O点飞出并落在斜面上。再把质量为的小球放在O点，让小球仍从原位置由静止释放，与小球碰后两小球均落在斜面上，分别记录M、P、N三个落点的位置距离O点的长度分别为、、。在实验误差允许的范围内，若满足关系式______，则可认为两球碰撞过程中动量守恒（用题目中的物理量表示）。 仅改变小球的质量（两小球质量关系仍符合题干条件），其他条件均不变，将小球多次从轨道顶部由静止释放，与不同质量的小球相碰，以为横坐标、为纵坐标作出图像，若该碰撞为弹性碰撞，则下列图像正确的是______。 A．    B．   C． 【答案】(1) BC 或者 (2) C 【详解】（1）[1]A．为了保证A球碰后不被反弹，所以A球的质量大于B球的质量，故A错误； B．为了保证小球做平抛运动，轨道末端必须水平，故B正确； C．同一组实验中，为了保证两次入射小球到达轨道末端具有相同的速度，入射小球必须从同一位置由静止释放，故C正确； D．只要保证小球每次到达O点的速度相同即可，轨道无须光滑，故D错误。 故选BC。 [2]小球做平抛运动的过程，有， 整理解得， 发现平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比。 由题意，碰撞前后动量守恒，则 三个平抛运动的高度相同，则可用平抛的水平位移来表示，所以要验证的表达式为 [3]若两球发生的是弹性碰撞有 可得或者 （2）[1]小球飞出后均为平抛运动，假设小球位移为x，由平抛运动的知识可得， 解得 由碰撞规律可知，P点是小球第一次的落点，M和N分别是碰后小球和的落点，碰撞过程满足动量守恒 代入可得 [2]小球的碰前速度保持不变，则不变，根据前问解析动量守恒关系式可写成 能量守恒关系式 可写成 联立可得 故选C。 14．某同学利用图示的实验装置验证动量守恒定律。气垫导轨上安装了光电门1和光电门2，两个滑块上固定有完全相同的竖直挡光片，两滑块（含挡光片）的质量分别为和（）。实验步骤如下： (1)接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从导轨左端向右运动，发现滑块通过光电门1的挡光时间大于通过光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可只调节旋钮Q使导轨右端________（选填“升高”或“降低”）； (2)实验过程中，让滑块A以一定的初速度向右与静止的滑块B发生碰撞，为使碰撞后两滑块运动方向相反，则在安装器材时，应选取质量为________（选填“”或“”）的滑块作为滑块A，滑块运动的初始位置合理的示意图是________（选填“甲”或“乙”）； (3)按照上述的设计要求，使滑块A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与静止的滑块B碰撞。滑块A碰撞前、后其挡光片经过光电门的挡光时间分别为、；滑块B碰撞后其挡光片经过光电门的挡光时间为。在实验误差允许的范围内，若满足关系式________（用、、、、表示），即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。若________（用、表示），则可说明该碰撞为弹性碰撞。 【答案】(1)升高 (2) 甲 (3) 【详解】（1）挡光片宽度相同，滑块通过光电门的挡光时间越长，速度越小。滑块向右运动时，通过光电门1的时间大于光电门2，说明滑块向右加速，导轨左高右低，因此调节右端旋钮Q升高导轨右端，使导轨水平。 （2）[1]要使碰撞后两滑块运动方向相反，入射滑块质量必须小于被碰滑块质量，已知​，所以应选取质量为的滑块作为滑块A。 [2]滑块A需要先通过光电门1测量碰撞前速度，碰撞后反向运动再次通过光电门1测量速度；滑块B碰撞后通过光电门2测量速度。因此滑块A应在光电门1左侧，能先通过光电门1再碰撞静止在光电门1、2之间的滑块B，初始位置应选甲。 （3）[1]设挡光片宽度为d，取向右为正方向，碰前A速度 碰后A速度 碰后B速度 动量守恒要求 代入速度约去d得 [2]若为弹性碰撞，则碰撞前后总动能不变，即​ 结合动量守恒关系式，化简可得 15．一研究学习小组设计出如图甲所示的实验装置来探究“动量守恒定律”。 （1）如图甲所示，两个半径相同的刚性球悬挂于同一水平面，两悬点的距离等于刚性球的直径大小，线长相等，将其中一球拉开至一定角度，松手后使之与另一球发生正碰。 （2）如图甲所示，分析连拍照片得出，球1从点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后达到的最高位置为，球2向左摆动的最高位置为。测得球1的质量、球2的质量，、、到最低点的竖直高度差分别为、、，已知重力加速度为。则碰后瞬间小球1的速度大小为__________。 （3）若测量数据近似满足关系式__________（用、、、、表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒；若两小球发生的是弹性碰撞，则应满足关系式__________（用、、表示） 【答案】 不能 【详解】[1]由动能定理有 解得 [2]根据动量守恒有 由动能定理可知，， 联立以上各式可得满足动量守恒则需满足关系式 [3]根据弹性碰撞，需满足机械能守恒，即还需满足关系式 联立以上各式得 16．用气垫导轨、数字计时器、光电门、滑块、遮光片等器材验证动量守恒定律。 （1）将气垫导轨摆放在桌面上，然后________（填选项符号） A．将滑块放在气垫导轨上，再接通气泵    B．接通气泵，再将滑块放在气垫导轨上 （2）取一滑块置于气垫导轨上，轻推，使之从右向左依次通过两个光电门，遮光片遮光时间分别为＝0.012s，＝0.018s，则需调节________（填“固定支架”或“调平螺丝”）使气垫导轨右侧升高。再次轻推滑块，当＝时，说明气垫导轨已经调平； （3）测得滑块上遮光片的宽度均为d＝1.00cm，滑块1、2的质量分别为＝260.0g，＝165.0g； （4）将滑块1静置于OA之间，将滑块2静置于AB之间。轻推滑块1，两滑块发生碰撞，数字计时器连续记录下三个时间，依次为＝0.010s，＝0.009s，＝0.042s，如果表达式________（用给出的物理量符号表示）成立，则验证了系统动量守恒； （5）根据上述测得数据计算可得碰前滑块1的动量为＝________kg·m/s，碰后滑块1的动量，滑块2的动量； （6）将以上数据代入公式，计算出实验中的相对误差。 【答案】 B 调平螺丝 / 0.260/0.26 【详解】[1]使用气垫导轨时，需要先接通气泵喷出气体形成气垫，再放置滑块，避免滑块和导轨直接接触摩擦损坏器材。 故选B。 [2]滑块从右向左运动时，依次通过两个光电门的时间 滑块向左减速，导轨未水平，需要调节调平螺丝使气垫导轨右侧升高。 [3]轻推滑块1后，碰撞前滑块1经过光电门1，速度 碰撞后，滑块2碰后向左运动，先经过光电门2，速度 滑块1继续向左，后经过光电门2，速度 验证系统动量守恒，需满足 代入速度整理得表达式 化简得 [4]代入，，碰前滑块1的速度为 代入，碰前滑块1的动量为 17．利用图示的实验装置完成验证动量守恒定律的实验。让质量为m1的滑块A（含遮光片）从导轨的左侧向右运动，穿过光电门与质量为的静止滑块B（含遮光片）在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞前后A和B的动量大小，进而分析碰撞过程中动量是否守恒。已知两滑块上遮光片的宽度相同，则完成下列填空： （1）实验前不放滑块B，将滑块A置于最左端，开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块A，当滑块A上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时，可认为气垫导轨水平； （2）若测得两滑块的质量分别为0.510kg和0.304kg。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）实验时，将B置于两光电门之间静止，使A从最左端以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，记录碰前A的遮光片经过左侧光电门的时间，以及碰后A和B的遮光片分别经过左侧和右侧光电门的时间和； （4）若关系式________成立，说明碰撞前后，两滑块组成的系统动量守恒： （5）若关系式________成立，说明两滑块的碰撞是弹性碰撞。 【答案】 相等（或类似表达） 0.304 或 【详解】（1）[1]滑块A上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等时，说明滑块是匀速直线运动，可认为气垫导轨水平； （2）[2]碰撞后滑块A的速度反向，其质量应该小于滑块B，即应选取质量为0.304kg的滑块作为A； （4）[3]根据动量守恒定律，则 得 （5）[4]若是弹性碰撞，则机械能守恒，则 得或 18．某实验小组利用图甲所示装置验证动量守恒定律。先将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的挡板边缘，调节挡板为竖直状态；然后从斜槽上某一位置释放匀质小球A，撞到挡板上的白纸留下压痕P；将挡板向右水平平移适当距离，让小球A从同一位置由静止释放，落到挡板上的白纸留下压痕；保持挡板位置不变，将半径相同的小球B放在斜槽轨道末端，让小球A从同一位置由静止释放，与小球B碰撞后先后撞在挡板上的白纸留下压痕，如图乙所示。重力加速度大小为g。 (1)关于本实验，下列说法正确的有______。 A．选择体积大、密度小的小球 B．斜槽必须光滑 C．小球A质量应大于小球B质量 (2)测量数据时，可将抛出点O定为坐标原点，建立直角坐标系。点O应为如图丙______位置（选填“a”“b”或“c”）。 (3)若通过改变挡板向右平移距离x，让小球A从同一位置由静止释放，测出挡板上的压痕与P点距离h；重复多次实验，作出图线，求得图线斜率为k，则可求出其平抛运动的初速度______（用斜率k和重力加速度g表示）。 (4)测量小球A和小球B的质量为、，各压痕中心点与P点的距离、、分别为、、。当满足关系式______时，则可验证两球碰撞过程中动量守恒（要求用本小问测出物理量的字母表示）。 【答案】(1)C (2)a (3) (4) 【详解】（1）A．为减小空气阻力影响，应选择体积小、密度大的小球，故A错误； B．为了保持每次碰撞前小球A的速度相同，小球A每次必须从斜槽上同一高度由静止释放，但斜槽不需要光滑，故B错误； C．为了保证碰撞后入射小球A不反弹，必须保证小球A的质量大于小球B的质量，故C正确。 故选 C。 （2）测量数据时为避免小球半径的影响，抛出点O应位于抛出时小球质心处，应为如图丙a位置 （3）小球A离开轨道后做平抛运动，设从抛出到撞击到挡板时间为 则小球A在水平和竖直运动距离分别为， 联立可得 则图线斜率 可得 （4）根据平抛运动规律， 可得初速为 若两球碰撞过程中动量守恒，则有 代入数据化简可得 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $