第6讲　实验8：验证动量守恒定律 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

第6讲　实验8:验证动量守恒定律

(分值:50分)

1.(10分)(2024北京卷)如图甲所示,让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。

甲

(1)关于本实验,下列做法正确的是　　　　(填选项前的字母)。 

A.实验前,调节装置,使斜槽末端水平

B.选用两个半径不同的小球进行实验

C.用质量大的小球碰撞质量小的小球

(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,首先,将质量为m1的小球从斜槽上的S位置由静止释放,小球落到复写纸上,重复多次。然后,把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端,再将质量为m1的小球从S位置由静止释放,两球相碰,重复多次。分别确定平均落点,记为M、N和P(P为m1单独滑落时的平均落点)。

乙

a.图乙为实验的落点记录,简要说明如何确定平均落点                             　;

b.分别测出O点到平均落点的距离,记为sOP、sOM和sON。在误差允许范围内,若关系式　　　　　　　　　　　成立,即可验证碰撞前后动量守恒。 

(3)受上述实验的启发,某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示,用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和O'点,两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释

放,在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点A',小球2向右摆动至最高点D。测得小球1、2的质量分别为m和m0,弦长AB=l1、A'B=l2、CD=l3。

丙

推导说明,m、m0、l1、l2、l3满足　　　　　　关系即可验证碰撞前后动量守恒。 

2.(10分)(2025广东广州三模)实验小组为验证动量守恒定律,如图(a)所示,将甲、乙两辆相同的小车放在长木板轨道上,小车质量m0=200 g,在甲车上黏合一定质量的橡皮泥,甲车系一穿过打点计时器的纸带,启动打点计时器,让甲车获得初速度后沿着木板运动并与静止的乙车正碰并黏在一起。纸带记录下碰撞前、后甲车运动情况如图(b)所示,碰撞发生在两虚线间,电源频率为50 Hz,则碰撞前甲车的运动速度大小为　　　 m/s,橡皮泥的质量为　　　　 kg,该实验　　　　(选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力(计算结果保留一位小数)。 

(a)

(b)

3.(10分)(2025广东深圳期末)在“验证动量守恒定律”中,三个实验小组分别设计了如图(a)、(b)、(c)所示的三个实验装置。

(a)

(b)

(c)

(1)为了保证每个小球都从固定在桌边上的斜槽末端水平抛出,安装器材时要注意使斜槽末端的切线沿　　　　方向。 

(2)为了保证小球A碰撞小球B之前的速度不变,每次由静止释放小球A时必须从斜槽上　　　　滚下。 

(3)两个小球碰撞之后都直接向前做平抛运动,则小球A的质量m1与小球B的质量m2应满足m1　　　　(选填“>”“<”或“=”)m2。 

(4)一实验小组采用图(a)所示装置进行实验,则能验证两个小球碰撞过程动量守恒的关系式为　　　　(用m1、m2、x1、x2、x3表示)。 

(5)另外两实验小组分别采用图(b)、图(c)所示的装置进行实验,要验证两个小球碰撞过程动量守恒,以下有两个关系式,