实验8 验证动量守恒定律（专项训练）（全国通用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦动量守恒定律验证，以教材原型实验为基础，通过多装置（气垫导轨、小车、斜槽小球）分层训练，融合科学探究与科学思维，构建“原理-操作-数据处理”完整方法体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |教材原型实验|11题|光电门/打点计时器/平抛运动测速度；平均落点确定；误差分析|从无摩擦（气垫导轨）到有摩擦平衡（小车），再到平抛简化（斜槽小球），逐步建立动量守恒验证模型| |拓展创新/真题|5题|频闪摄影分析；DIS传感器应用；实际情境迁移|结合新情境（天宫课堂、竖直挡板），强化科学推理与质疑创新，衔接高考命题趋势|

实验8 验证动量守恒定律（专项训练）（答案版） 目录 模拟·基础演练 1 ⏳ 题型01 教材原型实验：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1 ⏳ 题型02 教材原型实验：利用两辆小车完成一维碰撞实验 2 ⏳ 题型03 教材原型实验：利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律 2 ⏳ 题型04 拓展创新实验 3 重难·创新演练 3 真题·实战演练 3 模拟·基础演练 ⏳题型01 教材原型实验：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 考查重点：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1．【答案】(1)6.859/6.860/6.861 (2) 2．【答案】(2) 降低 3．【答案】(1)轻推滑块甲，经过两光电门时间相同 (2) (3) 2.73% 在误差允许范围内，碰撞过程动量守恒 ⏳题型02 教材原型实验：利用两辆小车完成一维碰撞实验 考查重点：利用两辆小车完成一维碰撞实验 4．【答案】(1)C (2) (3) 5．【答案】(1)B (2)0.685 (3)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。 6．【答案】(1)需要 (2)DE (3)0.6840 ⏳题型03 教材原型实验：利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律 考查重点：利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律 7．【答案】(1)AC (2) (3)非弹性 8．【答案】(1)D (2) (3)C 9．【答案】(1)AD (2)A (3)0.83 10．【答案】(1)B (2) (3)BC 11.【答案】(1)BC (2) (3)CD ⏳题型04 拓展创新实验 考查重点：初速速为零的匀加速直线运动规律 12．【答案】(1) 匀速直线 A、B两滑块的第一个间隔 (2)是 重难·创新演练 设题创新:变考法 (T1);创新实验方案(T2); 1．【答案】(1) 切线水平 = (2) M (3) 2．【答案】(1)C (2)不需要 (3) 真题·实战演练 高频考点：教材原型实验：验证动量守恒定律、拓展创新实验 1．【答案】 0.99 右 59.7 2．【答案】(1)AC (2) 用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点 m1OP = m1OM＋m2ON (3)ml1 = −ml2＋Ml3 3．【答案】(1)1.0 (2)0.20 (3)B 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验8 验证动量守恒定律（专项训练）（解析版） 目录 模拟·基础演练 1 ⏳ 题型01 教材原型实验：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1 ⏳ 题型02 教材原型实验：利用两辆小车完成一维碰撞实验 4 ⏳ 题型03 教材原型实验：利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律 6 ⏳ 题型04 拓展创新实验 14 重难·创新演练 15 真题·实战演练 18 模拟·基础演练 ⏳题型01 教材原型实验：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 考查重点：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1．（2026·北京顺义·二模）(1)如图1所示，用螺旋测微器测量一圆柱体的直径__________mm。 (2)用如图2所示的装置“验证动量守恒定律”，水平气垫导轨上放置着带有遮光条的滑块P、Q，两滑块用细线相连，中间有一压缩的轻弹簧。烧断细线，两个滑块由静止开始运动，测得P、Q的质量分别为和，遮光条的宽度为，P、Q通过光电门的时间分别为、。在误差允许范围内，若关系式_______（用、、、、表示）成立，即可验证烧断细线前后两滑块与弹簧组成的系统动量守恒。 【答案】(1)6.859/6.860/6.861 (2) 【详解】（1）用螺旋测微器测量一圆柱体的直径6.5mm+0.01mm×36.0=6.860mm （2）若系统动量守恒，则满足 其中 联立解得 2．（2026·海南省直辖县级单位·模拟预测）(2)在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”，部分实验步骤如下： ①用螺旋测微器测P、Q上固定的遮光条宽度分别为和。测示数如图乙所示，其读数为______： ②在调节气垫导轨水平时，开启充气泵，将其中一个滑块轻放在导轨中部后，发现它向右加速运动。此时，可以调节左支点使其高度______（选填“升高”或“降低”），直至滑块能静止在导轨上。 ③用天平测得P、Q的质量（含遮光条）分别为和。实验时，将两个滑块压缩轻弹簧后用细线栓紧，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为、。则动量守恒应满足的关系式为______（用、、、、、表示）。 【答案】(2) 降低 【详解】（2）[1]由图乙可知，其读数为 [2]滑块向右加速，说明导轨左高右低，因此需要调节左支点使其高度降低，直至滑块静止，导轨调平。 [3]烧断细线前总动量为0，弹开后两滑块速度分别为 、 动量方向相反，因此动量守恒满足 代入可得 3．（2026·河北保定·二模）实验小组利用如图所示的装置来完成“验证动量守恒定律”实验。固定有相同遮光条的滑块甲、乙放置在气垫导轨上。测得滑块甲、乙（含遮光条）的质量分别为、，遮光条的宽度。 实验步骤如下： A．取下滑块乙，开启气泵，反复调节导轨两侧的旋钮，使气垫导轨水平； B．将滑块乙静止地置于光电门1和光电门2之间，轻推滑块甲使其向右运动，最终与滑块乙发生碰撞； C．光电门1记录了两次时间，分别为和，光电门2记录了一次时间为； D．多次轻推滑块甲，重复进行碰撞实验，并进行数据记录。 回答以下问题： (1)判断气垫导轨水平的标志是________。 (2)写出碰撞后滑块乙的动量表达式________（用题目中的字母表示）。 (3)根据数据记录，计算得到滑块甲、乙的四组动量（见下表）。 实验次数 相对误差 1 0.1322 0.0426 0.1708 3.03% 2 0.1169 0.0389 0.1584 2.22% 3 0.1251 0.0416 0.1682 1.20% 4 0.0841 0.0277 0.1095 ①如果碰撞前、后动量守恒，守恒的表达式为：________（用表格中的物理量表示）； ②对于测量结果，高中物理实验允许的相对误差（）一般不超过5%，以此计算表格中第4组数据相对误差________。由表格中的数据，你可以得出的实验结论是_________。 【答案】(1)轻推滑块甲，经过两光电门时间相同 (2) (3) 2.73% 在误差允许范围内，碰撞过程动量守恒 【详解】（1）轻推滑块甲，经过两光电门时间相同 （2）碰撞后滑块乙的速度为 故其碰撞后的动量为 （3）[1]取向右为正方向守恒的表达式为 [2] [3] 在误差允许范围内，碰撞过程动量守恒 ⏳题型02 教材原型实验：利用两辆小车完成一维碰撞实验 考查重点：利用两辆小车完成一维碰撞实验 4．某实验小组采用打点计时器来完成验证动量守恒定律的实验，设计的具体装置如图1所示，用手使小车P获得一个瞬时初速度，之后与前方的小车Q相碰并粘合成一体，而后两车继续运动，得到纸带如图2所示。 (1)下列操作正确的是（　　） A．实验时两小车要尽可能的靠近 B．先释放拖动纸带的小车后接通电源 C．碰前小车Q必须处于静止状态 D．本实验，不需要平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)如图2所示，用刻度尺测得各点到起点A的距离分别为、、、，相邻两计时点的时间间隔为t，则小车Q在碰撞后的速度________。（用题中所给字母表示） (3)测得小车P（含橡皮泥）的质量为，小车Q（含橡皮泥）的质量为，如果实验数据满足关系式________（用题中所给字母表示），则可验证在误差允许的范围内，小车P、Q碰撞前后动量守恒。 【答案】(1)C (2) (3) 【详解】（1）A．初始时两小车要保持适当距离，以便于根据纸带测出碰撞前小车P的速度，故A错误； B．先接通打点计时器的电源，打点稳定后再释放拖动纸带的小车，故B错误； C．由于碰前小车Q必须处于静止状态未与纸带相连，若碰前小车Q得出运动，则无法得出其速度大小，所以碰前小车Q必须处于静止状态，故C正确； D．为保证碰撞前后小车匀速直线运动且碰撞过程中动量守恒，则本实验需要平衡小车与长木板间的摩擦力，故D错误。 故选C。 （2）根据图2可知，DE段小车Q做匀速直线运动，则小车Q在碰撞后的速度 （3）若小车P、Q碰撞前后动量守恒，则 根据图2可知，， 解得 5．（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)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。 【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）略。 6．（2025·吉林长春·模拟预测）某小组同学用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车A前端贴有橡皮泥，后端连接纸带并穿过打点计时器，接通打点计时器的电源后，让小车A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。打点继时器电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带，A、B、C、D、E为选取的计数点，各计数点间的距离已标在乙图上。 (1)实验前，__________微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力。（选填“需要”或“不需要”） (2)计算两小车碰撞后的速度大小，应选择纸带上的__________段。（选填“”、“”或“”） (3)小车A的质量为0.4kg，小车B的质量为0.2kg，已算出碰前两车的总动量为0.6848kg·m/s，利用乙图中的数据，碰后两车的总动量为__________kg·m/s。 【答案】(1)需要 (2)DE (3)0.6840 【详解】（1）系统所受合外力为零系统动量守恒，实验前，需要微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力。 （2）碰撞后小车做匀速直线运动，在相等时间内的位移相等，由图乙所示纸带可知，应选择纸带上的DE段计算碰撞后两小车的速度大小。 （3）打点计时器电源的频率为50Hz，打点的时间间隔 相邻计数点间的时间间隔 碰后小车的速度 碰后两车的总动量 ⏳题型03 教材原型实验：利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律 考查重点：利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律 7．（2026·福建漳州·三模）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。 (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)图甲中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为的小球从斜槽上的位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次然后，把质量为的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为的小球从位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为、和（为单独滑落时的平均落点，为碰后滑落时的平均落点，为碰后滑落时的平均落点）。 a．图乙为实验落点记录，用圆规画尽可能最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点； d．分别测出点到平均落点的距离，记为、和。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)由上述实验可知，该碰撞是__________碰撞（填“弹性”或“非弹性”）。 【答案】(1)AC (2) (3)非弹性 【详解】（1）A．为了确保小球做平抛运动，即实验前，调节装置，使斜槽末端水平，故A正确； B．为使两小球发生的碰撞为对心正碰，两小球半径需相同，故B错误； C．为使碰后入射小球与被碰小球同时飞出，需要用质量大的小球碰撞质量小的小球，故C正确。 故选AC。 （2）碰撞前、后小球均做平抛运动，平抛高度相同，由 可知，小球的运动时间相同，所以水平位移与平抛初速度成正比，未放前，平抛落点为P点，放了后，碰撞后、的落点分别为M点、N点，设平抛时间为t，故若碰撞前后动量守恒，有 整理得 若该式成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 （3）碰撞前动能为 碰撞后总动能为 若为弹性碰撞，则初末动能相等，即 结合动量守恒，整理可得 由图乙可知，上式不可能成立，故该碰撞是非弹性碰撞。 8．（2026·浙江金华·二模）用如图1所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图1中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置由静止释放，确定其平均落地点，记为。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为和，分别测出点到平均落地点的距离、、。测得球1的质量为，球2的质量为，且。 (1)下列实验步骤中必要的是_____。 A．测量球1静止释放的高度 B．测量抛出点距地面的高度 C．测量两小球的半径 D．利用重垂线确定点的位置 (2)某次实验时先将球1从斜槽上离桌面某高度h静止释放，确定球1平均落地点。然后将球2放在斜槽末端，发现球2沿斜槽向右侧滚动，于是调整斜槽末端水平，调整后斜槽末端离地面高度跟原来相同。从同一高度静止释放球1，与球2碰撞后，确定两球平均落地点和。则_____或。（选填“”“”或“”）。 (3)某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设、。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是__________。 A． B． C． D． 【答案】(1)D (2) (3)C 【详解】（1）ABC．小球做平抛运动，下落高度相同，运动时间相同，平抛初速度 需要验证的动量守恒的关系式为 可转化为 球1从同一位置静止释放，做平抛运动的初速度相同，因此，不需要测量球1静止释放的高度、抛出点距地面的高度，也不需要测量小球半径（题目已说明是抛出点的垂直投影，两球半径相同，无需额外测量），故ABC错误； D．必须利用重垂线确定点的位置，才能测量水平位移，故D正确。 故选D。 （2）原来，左高右低，球1抛出时竖直方向有向下的初速度，下落时间小于调整后平抛的下落时间，仅在斜槽末端水平情况下有 因，， 故有 （3）若为弹性碰撞，由动量守恒可得 碰撞前后系统动能不变，满足 联立解得 等式两边同乘以平抛时间，代入、得 AB．换不同质量的球1时，上式可整理为 可知与成正比，对应的图像为类反比例函数关系曲线，故A、B错误； CD．换用不同质量的球2时，上式可整理为 可知的图像为一次函数关系图线，故C正确，D错误； 故选C。 9．（2026·山东德州·三模）某实验小组的同学利用如图所示的装置完成“验证动量守恒定律”的实验。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放，点为A球落点的平均位置；再将B球放在水平轨道的末端，将A球仍从原位置由静止释放，分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影，、、、位于同一水平直线上。 (1)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是（　　） A．安装轨道时，轨道末端必须水平 B．要选用半径相同密度相同的两小球 C．需用秒表测量小球在空中飞行的时间 D．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 (2)若测量与的长度之比等于小球与小球的质量之比的2倍，则当满足下列__________表达式时，可说明碰撞过程动量守恒。 A． B． C． D． (3)碰撞的恢复系数为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。若更换小球后重复实验，实验测得，，，本次碰撞的恢复系数是__________（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)AD (2)A (3)0.83 【详解】（1）A．为了保证小球做平抛运动，安装轨道时，轨道末端必须水平，故A正确； B．为了防止入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即应选用半径相同但密度不同的两小球，故B错误； C．小球在空中做平抛运动，下落高度相同，运动时间相同，可以用水平位移代替速度，不需要用秒表测量时间，故C错误； D．为了保证入射球每次碰撞前的速度相同，在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，故D正确。 故选AD。 （2）小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度。碰撞前球的速度对应，碰撞后球的速度对应，球的速度对应。根据动量守恒定律有 即 题目中条件为 代入动量守恒表达式得 即满足时，可说明碰撞过程动量守恒。 故选A。 （3）根据恢复系数的定义 在本实验中，碰撞前球静止，，球速度对应；碰撞后球速度对应，球速度对应。由于时间相同，速度之比等于位移之比，故 代入数据，， 解得 10．如图甲所示为“研究斜槽末端小球碰撞时动量守恒”的实验装置，斜槽末端固定一斜面，斜面上铺上复写纸和白纸并固定。实验时，先让质量为的小球a从斜槽上某一位置由静止释放，从斜槽末端水平抛出，落到P点。然后把质量为的小球b放到斜槽末端O点，再让小球a从同一位置由静止释放，在斜槽末端与小球b发生对心碰撞。小球每次均落在斜面上，分别记录落点痕迹。 (1)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图乙所示。多次实验后，白纸上留下了11个印迹，如果用画圆法确定小球的落点，图中画的三个圆最合理的是______（填“A”“B”或“C”）； (2)某次实验时，小球落点分布如图丙所示，测得M、P、N与O点距离分别为、、。若满足关系______（用、、、、表示），则碰撞前后动量守恒； (3)关于该实验，下列说法正确的是______。（多选） A．小球的半径大小对实验结果没有影响 B．安装轨道时，轨道末端必须水平 C．同一组实验的两次碰撞中，每次小球a必须从同一高度由静止释放 【答案】(1)B (2) (3)BC 【详解】（1）实验结束后，舍掉误差较大的点，用尽量小的圆把落点圈在一起，圆心即为小球的平均落地点，则图中画的三个圆最合理的是B。 （2）设斜面倾角为，小球平抛初速度为，落点到O点的距离为。对平抛运动分解： 水平方向 竖直方向 联立整理得 即 碰撞前入射球速度对应，碰撞后入射球速度对应，被碰球速度对应。根据动量守恒 得 （3）A．为使两球发生对心正碰，两球半径一定要相同，A错误； B．轨道末端水平才能保证小球抛出后做平抛运动，满足实验原理，B正确； C．从同一高度静止释放，才能保证碰撞前入射球的速度相同，满足实验要求，C正确。 故选BC。 11．（2026·浙江杭州·二模）利用如图所示装置完成“验证动量守恒定律”的实验。在槽轨右下方的水平木板上铺有白纸，白纸上面铺放着复写纸，半径相等的小球1和小球2质量分别为，。先不放小球2，将小球1从斜槽上处由静止释放，点为其在水平木板上的落点。再将小球2静置于斜槽轨道末端，重复上述操作，小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上的，点，记下轨道末端的铅垂线在木板上所指位置。 (1)以下不必要的步骤是___________ A．测量两个小球的质量和 B．测量位置到水平桌面的高度 C．测量斜槽末端到水平木板的高度 D．用画圆法分别找出两个小球碰后平均落点的位置、 (2)测出O点到、、三点的距离分别为、、，结合（1）中测得的数据，若满足关系式________，则可验证动量守恒定律。 (3)换用不同材质的小球，记录下小球的落点位置，下面四幅图中，可能正确的是___________ A． B． C． D． 【答案】(1)BC (2) (3)CD 【详解】（1）动量守恒 平抛运动下落高度一样，用时一样，故水平速度之比即水平位移之比，动量守恒关系式子可以转化为 故选BC。 （2）由前面分析可知若满足关系式 可验证动量守恒定律。 （3）ACD．设小正方形的边长为，可以从图中读取、、的长度 且需要满足动量守恒 机械能不增加 即 分别读取选项中的读取、、的长度，可判断知A错误，CD正确； B．动量守恒，可知，即，B错误。 故选CD。 ⏳题型04 拓展创新实验 考查重点：初速速为零的匀加速直线运动规律 12．（2026·辽宁沈阳·模拟预测）用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”。水平放置的气垫导轨上有A、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接，如图甲所示。气垫导轨正常工作后，将绳子烧断，两个滑块向相反方向运动，同时开始频闪拍摄，得到一幅多次曝光的数码照片，如图乙所示。已知频闪的频率为10 Hz，滑块A、B的质量分别为、。 (1)由图乙可知，A、B离开弹簧后，应该做__________运动，根据照片记录的信息，从图乙中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是____________________； (2)若不计此失误，通过分析图乙，A、B两个滑块动量是否守恒_________（填“是”或“否”）。 【答案】(1) 匀速直线 A、B两滑块的第一个间隔 (2)是 【详解】（1）[1]气垫导轨正常工作后摩擦阻力可忽略不计，滑块、离开弹簧后在水平方向所受合外力为零，故应该做匀速直线运动。 [2]弹簧弹开滑块的过程需要一定的时间，在此过程中滑块在弹力作用下做加速运动，其相邻两次闪光的间隔应逐渐增大，完全离开弹簧后做匀速直线运动，相邻两次闪光的间隔才保持不变；而图乙中滑块、的第一个间隔与后面的匀速间隔相同，这是明显与事实不相符的地方。 （2）已知闪光频率为，根据周期与频率的关系有 代入数据解得 由图乙可知，滑块在相邻两次闪光时间内的位移为，滑块在相邻两次闪光时间内的位移为，根据速度定义式分别有， 联立代入数据解得和 系统分离前静止，总动量为零；规定向左为正方向，分离后系统的总动量为 代入数据解得 分离前后系统总动量均为零，故滑块、动量是守恒的。 重难·创新演练 设题创新:变考法 (T1);创新实验方案(T2); 1．（2026·河南郑州·模拟预测）某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，将小球A从圆弧轨道某一高度静止释放，小球A离开圆弧轨道末端后开始做平抛运动，如果小球A释放前在圆弧轨道末端边缘放一形状相同的小球B，小球A将与小球B发生对心碰撞，两小球A、B可以在竖直挡板上打下痕迹。 按下述步骤进行实验。 ①用天平测出A、B两小球的质量，分别为和； ②按图安装好实验装置，圆弧轨道末端边缘先不放小球B，让竖直挡板紧贴圆弧轨道末端边缘，小球A从圆弧轨道某一高度静止释放，记下小球A在竖直挡板上的撞击位置； ③将竖直挡板水平向右平移到距圆弧轨道末端边缘距离为处，再将小球A从圆弧轨道某一高度静止释放，记下小球A撞击竖直挡板的位置； ④保持竖直挡板距圆弧轨道末端的水平距离不变，将小球B放在圆弧轨道末端边缘，再将小球A从圆弧轨道某一高度静止释放，之后与小球B发生碰撞，碰撞之后两球从圆弧轨道末端边缘抛出，记下两球撞击竖直挡板的位置、； ⑤图中、、点是该实验小组记下的小球与竖直挡板撞击的位置，用毫米刻度尺量出各个撞击位置到的距离，分别为、和。 根据该实验小组的测量，回答下列问题： (1)要正确完成实验，安装好实验装置之后需要调整圆弧轨道末端_____________，实验过程中A、B两小球的质量关系为_____________（填“>”“<”或“=”），还必须保证_____________（填“>”“<”或“=”）。 (2)小球B撞击竖直挡板的位置为_____________（填“”或“”），如果在误差允许范围内只要满足关系式_____________（用、、、和表示），则说明碰撞中的动量是守恒的。 (3)如果在误差允许范围内只要满足关系式_____________（用、和表示），则说明两小球的碰撞为弹性碰撞。 【答案】(1) 切线水平 = (2) M (3) 【详解】（1）[1]为了让小球做平抛运动，圆弧轨道末端必须切线水平，这样小球离开轨道时的初速度是水平方向； [2]为防止碰撞后入射球反弹，需要保证入射球质量大于被碰球质量，即； [3]在步骤③和步骤④中，小球A需要从同一高度释放，才能保证碰撞前的初速度相同，所以； （2）[1]碰撞后，小球B的速度大于小球A的速度，而两球做平抛运动的水平距离相同，根据 可知平抛的初速度越大，则运动时间越短；根据 可知下落高度越小。因此小球B撞击竖直挡板的位置为M； [2]根据平抛运动，在水平方向上有 在竖直方向上有 联立解得 由题可知，碰撞前，小球A撞击竖直挡板的位置，则碰撞前小球A的速度 碰撞后，小球A撞击竖直挡板的位置N，则碰撞后小球A的速度 碰撞后，小球B撞击竖直挡板的位置M，则碰撞后小球B的速度 根据动量守恒有 代入速度表达式并化简可得 （3）若两小球的碰撞为弹性碰撞，两小球组成的系统机械能守恒，则有 代入速度表达式并化简可得 根据动量守恒有 联立解得 2．▶新情境◀（2026·湖南衡阳·模拟预测）用DIS实验装置研究“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图（a）所示装置。将两个拉力传感器固定在天花板上，两传感器分别用等长的细线吊着直径相等的弹性小球A和B。实验步骤如下： ①将小球A拉至某一位置由静止释放摆下后与球B发生正碰，碰后球A反弹； ②通过软件描绘出两细绳拉力随时间变化图像分别为图（b）和图（c）所示。 (1)若要球A与球B碰撞后反弹，则A、B的质量应满足什么条件___________ A． B． C． (2)该实验中___________（填“需要”或“不需要”）测出小球的直径。 (3)若球A的质量mA，球B的质量mB，则需验证碰撞过程动量守恒的表达式为___________（用“mA、mB、F1、F2、F3、g”表示）。 【答案】(1)C (2)不需要 (3) 【详解】（1）弹性小球A和B正碰，设碰撞前后小球A的速度分别为、，碰撞后小球B的速度为，由动量守恒 碰撞前后系统动能不变，满足 联立解得， 若要球A与球B碰撞后反弹，则 可得 故选C。 （2）本实验中两小球直径相等、悬线等长，碰撞自然发生在最低点；设细线的长度为，小球的半径为，小球在最低点的细绳拉力为，由牛顿第二定律可知，小球在最低点的速度大小满足 可知 因此，代入动量守恒式后摆长整体会被约去，故不需要测出小球直径。 （3）取碰撞前A的速度方向为正方向，由图（b）可知小球A在碰撞前，最低点拉力为，结合小问（2）分析可知 解得 小球A在碰撞后，A反弹，速度与规定正方向相反，为负值；结合最低点拉力为，同理可知 小球B碰撞后，在最低点拉力为，同理可知 由动量守恒得 联立以上表达式，约去，整理得 真题·实战演练 高频考点：教材原型实验：验证动量守恒定律、拓展创新实验 1．（2024·福建·高考真题）某小组基于动量守恒定律测量玩具枪子弹离开枪口的速度大小，实验装置如图（a）所示。所用器材有：玩具枪、玩具子弹、装有挡光片的小车、轨道、光电门、光电计时器、十分度游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下： （1）用电子秤分别测量小车的质量M和子弹的质量m； （2）用游标卡尺测量挡光片宽度d，示数如图（b）所示，宽度d=_______ cm； （3）平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门A和B，让装有挡光片的小车以一定初速度由右向左运动，若测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms，则应适当调高轨道的_______（填“左”或“右”）端。经过多次调整，直至挡光时间相等； （4）让小车处于A的右侧，枪口靠近小车，发射子弹，使子弹沿轨道方向射出并粘在小车上，小车向左运动经过光电门A，测得挡光片经过A的挡光时间； （5）根据上述测量数据，利用公式v=________（用d、m、M、表示）即可得到子弹离开枪口的速度大小v； （6）重复步骤（4）五次，并计算出每次的v值，填入下表； 次数 1 2 3 4 5 速度v（） 59.1 60.9 60.3 58.7 59.5 （7）根据表中数据，可得子弹速度大小v的平均值为________m/s。（结果保留3位有效数字） 【答案】 0.99 右 59.7 【详解】（2）[1]游标卡尺的分度值为0.1mm，则挡光片的宽度为 （3）[2]小车经过光电门的速度为 测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms，可知小车经过光电门A的速度大于经过光电门B的速度，故应适当调高轨道的右端； （5）[3]小车经过光电门的速度为 子弹粘上小车的过程，根据动量守恒定律有 解得 （7）[4]根据表格数据，可得子弹速度大小v的平均值为 2．（2024·北京·高考真题）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。 (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）。 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OP、OM和ON。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M，弦长AB = l1、A′B = l2、CD = l3。 推导说明，m、M、l1、l2、l3满足_____关系即可验证碰撞前后动量守恒。 【答案】(1)AC (2) 用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点 m1OP = m1OM＋m2ON (3)ml1 = −ml2＋Ml3 【详解】（1）A．实验中若使小球碰撞前、后的水平位移与其碰撞前，后速度成正比，需要确保小球做平抛运动，即实验前，调节装置，使斜槽末端水平，故A正确； B．为使两小球发生的碰撞为对心正碰，两小球半径需相同，故B错误； C．为使碰后入射小球与被碰小球同时飞出，需要用质量大的小球碰撞质量小的小球，故C正确。 故选AC。 （2）[1]用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点。 [2]碰撞前、后小球均做平抛运动，由可知，小球的运动时间相同，所以水平位移与平抛初速度成正比，所以若 m1OP = m1OM＋m2ON 即可验证碰撞前后动量守恒。 （3）设轻绳长为L，小球从偏角θ处静止摆下，摆到最低点时的速度为v，小球经过圆弧对应的弦长为l，则由动能定理有 由数学知识可知 联立两式解得 若两小球碰撞过程中动量守恒，则有 mv1 = −mv2＋Mv3 又有 ，， 整理可得 ml1 = −ml2＋Ml3 3．（2024·山东·高考真题）在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，a测量滑块A与它的距离xA，b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下： ①测量两个滑块的质量，分别为200.0g和400.0g； ②接通气源，调整气垫导轨水平； ③拨动两滑块，使A、B均向右运动； ④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。 回答以下问题： (1)从图像可知两滑块在t=_________s时发生碰撞； (2)滑块B碰撞前的速度大小v=_____________ m/s （保留2位有效数字）； (3)通过分析，得出质量为200.0g的滑块是________（填“A”或“B”）。 【答案】(1)1.0 (2)0.20 (3)B 【详解】（1）由图像的斜率表示速度可知两滑块的速度在时发生突变，即这个时候发生了碰撞； （2）根据图像斜率的绝对值表示速度大小可知碰撞前瞬间B的速度大小为 （3）由题图乙知，碰撞前A的速度大小，碰撞后A的速度大小约为，由题图丙可知，碰撞后B的速度大小为，A和B碰撞过程动量守恒，则有 代入数据解得 所以质量为200.0g的滑块是B。 1 / 22 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验8 验证动量守恒定律（专项训练）（原卷版） 目录 模拟·基础演练 1 ⏳ 题型01 教材原型实验：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1 ⏳ 题型02 教材原型实验：利用两辆小车完成一维碰撞实验 3 ⏳ 题型03 教材原型实验：利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律 4 ⏳ 题型04 拓展创新实验 8 重难·创新演练 8 真题·实战演练 10 模拟·基础演练 ⏳题型01 教材原型实验：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 考查重点：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1．（2026·北京顺义·二模）(1)如图1所示，用螺旋测微器测量一圆柱体的直径__________mm。 (2)用如图2所示的装置“验证动量守恒定律”，水平气垫导轨上放置着带有遮光条的滑块P、Q，两滑块用细线相连，中间有一压缩的轻弹簧。烧断细线，两个滑块由静止开始运动，测得P、Q的质量分别为和，遮光条的宽度为，P、Q通过光电门的时间分别为、。在误差允许范围内，若关系式_______（用、、、、表示）成立，即可验证烧断细线前后两滑块与弹簧组成的系统动量守恒。 2．（2026·海南省直辖县级单位·模拟预测）(2)在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”，部分实验步骤如下： ①用螺旋测微器测P、Q上固定的遮光条宽度分别为和。测示数如图乙所示，其读数为______： ②在调节气垫导轨水平时，开启充气泵，将其中一个滑块轻放在导轨中部后，发现它向右加速运动。此时，可以调节左支点使其高度______（选填“升高”或“降低”），直至滑块能静止在导轨上。 ③用天平测得P、Q的质量（含遮光条）分别为和。实验时，将两个滑块压缩轻弹簧后用细线栓紧，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为、。则动量守恒应满足的关系式为______（用、、、、、表示）。 3．（2026·河北保定·二模）实验小组利用如图所示的装置来完成“验证动量守恒定律”实验。固定有相同遮光条的滑块甲、乙放置在气垫导轨上。测得滑块甲、乙（含遮光条）的质量分别为、，遮光条的宽度。 实验步骤如下： A．取下滑块乙，开启气泵，反复调节导轨两侧的旋钮，使气垫导轨水平； B．将滑块乙静止地置于光电门1和光电门2之间，轻推滑块甲使其向右运动，最终与滑块乙发生碰撞； C．光电门1记录了两次时间，分别为和，光电门2记录了一次时间为； D．多次轻推滑块甲，重复进行碰撞实验，并进行数据记录。 回答以下问题： (1)判断气垫导轨水平的标志是________。 (2)写出碰撞后滑块乙的动量表达式________（用题目中的字母表示）。 (3)根据数据记录，计算得到滑块甲、乙的四组动量（见下表）。 实验次数 相对误差 1 0.1322 0.0426 0.1708 3.03% 2 0.1169 0.0389 0.1584 2.22% 3 0.1251 0.0416 0.1682 1.20% 4 0.0841 0.0277 0.1095 ①如果碰撞前、后动量守恒，守恒的表达式为：________（用表格中的物理量表示）； ②对于测量结果，高中物理实验允许的相对误差（）一般不超过5%，以此计算表格中第4组数据相对误差________。由表格中的数据，你可以得出的实验结论是_________。 ⏳题型02 教材原型实验：利用两辆小车完成一维碰撞实验 考查重点：利用两辆小车完成一维碰撞实验 4．某实验小组采用打点计时器来完成验证动量守恒定律的实验，设计的具体装置如图1所示，用手使小车P获得一个瞬时初速度，之后与前方的小车Q相碰并粘合成一体，而后两车继续运动，得到纸带如图2所示。 (1)下列操作正确的是（　　） A．实验时两小车要尽可能的靠近 B．先释放拖动纸带的小车后接通电源 C．碰前小车Q必须处于静止状态 D．本实验，不需要平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)如图2所示，用刻度尺测得各点到起点A的距离分别为、、、，相邻两计时点的时间间隔为t，则小车Q在碰撞后的速度________。（用题中所给字母表示） (3)测得小车P（含橡皮泥）的质量为，小车Q（含橡皮泥）的质量为，如果实验数据满足关系式________（用题中所给字母表示），则可验证在误差允许的范围内，小车P、Q碰撞前后动量守恒。 5．（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______ 6．（2025·吉林长春·模拟预测）某小组同学用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车A前端贴有橡皮泥，后端连接纸带并穿过打点计时器，接通打点计时器的电源后，让小车A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。打点继时器电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带，A、B、C、D、E为选取的计数点，各计数点间的距离已标在乙图上。 (1)实验前，__________微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力。（选填“需要”或“不需要”） (2)计算两小车碰撞后的速度大小，应选择纸带上的__________段。（选填“”、“”或“”） (3)小车A的质量为0.4kg，小车B的质量为0.2kg，已算出碰前两车的总动量为0.6848kg·m/s，利用乙图中的数据，碰后两车的总动量为__________kg·m/s。 ⏳题型03 教材原型实验：利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律 考查重点：利用斜槽末端小球的碰撞验证动量守恒定律 7．（2026·福建漳州·三模）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。 (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)图甲中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为的小球从斜槽上的位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次然后，把质量为的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为的小球从位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为、和（为单独滑落时的平均落点，为碰后滑落时的平均落点，为碰后滑落时的平均落点）。 a．图乙为实验落点记录，用圆规画尽可能最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点； d．分别测出点到平均落点的距离，记为、和。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)由上述实验可知，该碰撞是__________碰撞（填“弹性”或“非弹性”）。 8．（2026·浙江金华·二模）用如图1所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图1中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置由静止释放，确定其平均落地点，记为。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为和，分别测出点到平均落地点的距离、、。测得球1的质量为，球2的质量为，且。 (1)下列实验步骤中必要的是_____。 A．测量球1静止释放的高度 B．测量抛出点距地面的高度 C．测量两小球的半径 D．利用重垂线确定点的位置 (2)某次实验时先将球1从斜槽上离桌面某高度h静止释放，确定球1平均落地点。然后将球2放在斜槽末端，发现球2沿斜槽向右侧滚动，于是调整斜槽末端水平，调整后斜槽末端离地面高度跟原来相同。从同一高度静止释放球1，与球2碰撞后，确定两球平均落地点和。则_____或。（选填“”“”或“”）。 (3)某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设、。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是__________。 A． B． C． D． 9．（2026·山东德州·三模）某实验小组的同学利用如图所示的装置完成“验证动量守恒定律”的实验。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放，点为A球落点的平均位置；再将B球放在水平轨道的末端，将A球仍从原位置由静止释放，分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影，、、、位于同一水平直线上。 (1)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是（　　） A．安装轨道时，轨道末端必须水平 B．要选用半径相同密度相同的两小球 C．需用秒表测量小球在空中飞行的时间 D．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 (2)若测量与的长度之比等于小球与小球的质量之比的2倍，则当满足下列__________表达式时，可说明碰撞过程动量守恒。 A． B． C． D． (3)碰撞的恢复系数为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。若更换小球后重复实验，实验测得，，，本次碰撞的恢复系数是__________（结果保留两位有效数字）。 10．如图甲所示为“研究斜槽末端小球碰撞时动量守恒”的实验装置，斜槽末端固定一斜面，斜面上铺上复写纸和白纸并固定。实验时，先让质量为的小球a从斜槽上某一位置由静止释放，从斜槽末端水平抛出，落到P点。然后把质量为的小球b放到斜槽末端O点，再让小球a从同一位置由静止释放，在斜槽末端与小球b发生对心碰撞。小球每次均落在斜面上，分别记录落点痕迹。 (1)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图乙所示。多次实验后，白纸上留下了11个印迹，如果用画圆法确定小球的落点，图中画的三个圆最合理的是______（填“A”“B”或“C”）； (2)某次实验时，小球落点分布如图丙所示，测得M、P、N与O点距离分别为、、。若满足关系______（用、、、、表示），则碰撞前后动量守恒； (3)关于该实验，下列说法正确的是______。（多选） A．小球的半径大小对实验结果没有影响 B．安装轨道时，轨道末端必须水平 C．同一组实验的两次碰撞中，每次小球a必须从同一高度由静止释放 11．（2026·浙江杭州·二模）利用如图所示装置完成“验证动量守恒定律”的实验。在槽轨右下方的水平木板上铺有白纸，白纸上面铺放着复写纸，半径相等的小球1和小球2质量分别为，。先不放小球2，将小球1从斜槽上处由静止释放，点为其在水平木板上的落点。再将小球2静置于斜槽轨道末端，重复上述操作，小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上的，点，记下轨道末端的铅垂线在木板上所指位置。 (1)以下不必要的步骤是___________ A．测量两个小球的质量和 B．测量位置到水平桌面的高度 C．测量斜槽末端到水平木板的高度 D．用画圆法分别找出两个小球碰后平均落点的位置、 (2)测出O点到、、三点的距离分别为、、，结合（1）中测得的数据，若满足关系式________，则可验证动量守恒定律。 (3)换用不同材质的小球，记录下小球的落点位置，下面四幅图中，可能正确的是___________ A． B． C． D． ⏳题型04 拓展创新实验 考查重点：初速速为零的匀加速直线运动规律 12．（2026·辽宁沈阳·模拟预测）用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”。水平放置的气垫导轨上有A、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接，如图甲所示。气垫导轨正常工作后，将绳子烧断，两个滑块向相反方向运动，同时开始频闪拍摄，得到一幅多次曝光的数码照片，如图乙所示。已知频闪的频率为10 Hz，滑块A、B的质量分别为、。 (1)由图乙可知，A、B离开弹簧后，应该做__________运动，根据照片记录的信息，从图乙中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是____________________； (2)若不计此失误，通过分析图乙，A、B两个滑块动量是否守恒_________（填“是”或“否”）。 重难·创新演练 设题创新:变考法 (T1);创新实验方案(T2); 1．（2026·河南郑州·模拟预测）某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，将小球A从圆弧轨道某一高度静止释放，小球A离开圆弧轨道末端后开始做平抛运动，如果小球A释放前在圆弧轨道末端边缘放一形状相同的小球B，小球A将与小球B发生对心碰撞，两小球A、B可以在竖直挡板上打下痕迹。 按下述步骤进行实验。 ①用天平测出A、B两小球的质量，分别为和； ②按图安装好实验装置，圆弧轨道末端边缘先不放小球B，让竖直挡板紧贴圆弧轨道末端边缘，小球A从圆弧轨道某一高度静止释放，记下小球A在竖直挡板上的撞击位置； ③将竖直挡板水平向右平移到距圆弧轨道末端边缘距离为处，再将小球A从圆弧轨道某一高度静止释放，记下小球A撞击竖直挡板的位置； ④保持竖直挡板距圆弧轨道末端的水平距离不变，将小球B放在圆弧轨道末端边缘，再将小球A从圆弧轨道某一高度静止释放，之后与小球B发生碰撞，碰撞之后两球从圆弧轨道末端边缘抛出，记下两球撞击竖直挡板的位置、； ⑤图中、、点是该实验小组记下的小球与竖直挡板撞击的位置，用毫米刻度尺量出各个撞击位置到的距离，分别为、和。 根据该实验小组的测量，回答下列问题： (1)要正确完成实验，安装好实验装置之后需要调整圆弧轨道末端_____________，实验过程中A、B两小球的质量关系为_____________（填“>”“<”或“=”），还必须保证_____________（填“>”“<”或“=”）。 (2)小球B撞击竖直挡板的位置为_____________（填“”或“”），如果在误差允许范围内只要满足关系式_____________（用、、、和表示），则说明碰撞中的动量是守恒的。 (3)如果在误差允许范围内只要满足关系式_____________（用、和表示），则说明两小球的碰撞为弹性碰撞。 2．▶新情境◀（2026·湖南衡阳·模拟预测）用DIS实验装置研究“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图（a）所示装置。将两个拉力传感器固定在天花板上，两传感器分别用等长的细线吊着直径相等的弹性小球A和B。实验步骤如下： ①将小球A拉至某一位置由静止释放摆下后与球B发生正碰，碰后球A反弹； ②通过软件描绘出两细绳拉力随时间变化图像分别为图（b）和图（c）所示。 (1)若要球A与球B碰撞后反弹，则A、B的质量应满足什么条件___________ A． B． C． (2)该实验中___________（填“需要”或“不需要”）测出小球的直径。 (3)若球A的质量mA，球B的质量mB，则需验证碰撞过程动量守恒的表达式为___________（用“mA、mB、F1、F2、F3、g”表示）。 真题·实战演练 高频考点：教材原型实验：验证动量守恒定律、拓展创新实验 1．（2024·福建·高考真题）某小组基于动量守恒定律测量玩具枪子弹离开枪口的速度大小，实验装置如图（a）所示。所用器材有：玩具枪、玩具子弹、装有挡光片的小车、轨道、光电门、光电计时器、十分度游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下： （1）用电子秤分别测量小车的质量M和子弹的质量m； （2）用游标卡尺测量挡光片宽度d，示数如图（b）所示，宽度d=_______ cm； （3）平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门A和B，让装有挡光片的小车以一定初速度由右向左运动，若测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms，则应适当调高轨道的_______（填“左”或“右”）端。经过多次调整，直至挡光时间相等； （4）让小车处于A的右侧，枪口靠近小车，发射子弹，使子弹沿轨道方向射出并粘在小车上，小车向左运动经过光电门A，测得挡光片经过A的挡光时间； （5）根据上述测量数据，利用公式v=________（用d、m、M、表示）即可得到子弹离开枪口的速度大小v； （6）重复步骤（4）五次，并计算出每次的v值，填入下表； 次数 1 2 3 4 5 速度v（） 59.1 60.9 60.3 58.7 59.5 （7）根据表中数据，可得子弹速度大小v的平均值为________m/s。（结果保留3位有效数字） 2．（2024·北京·高考真题）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。 (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）。 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OP、OM和ON。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M，弦长AB = l1、A′B = l2、CD = l3。 推导说明，m、M、l1、l2、l3满足_____关系即可验证碰撞前后动量守恒。 3．（2024·山东·高考真题）在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，a测量滑块A与它的距离xA，b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下： ①测量两个滑块的质量，分别为200.0g和400.0g； ②接通气源，调整气垫导轨水平； ③拨动两滑块，使A、B均向右运动； ④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。 回答以下问题： (1)从图像可知两滑块在t=_________s时发生碰撞； (2)滑块B碰撞前的速度大小v=_____________ m/s （保留2位有效数字）； (3)通过分析，得出质量为200.0g的滑块是________（填“A”或“B”）。 2 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $