07-第1章 4 实验_验证动量守恒定律（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（人教版）

4　实验:验证动量守恒定律

基础过关练

题组一　研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒

1.[2026辽宁阶段测试]实验小组在水平气垫导轨上,用两个装有遮光片的滑块研究物体碰撞前后的动量守恒。在导轨上装有两光电门及数字计时器。已知两遮光片的宽度均为d。

(1)实验前需要调整气垫导轨水平,具体操作如下:向气垫导轨通入压缩空气,调节气垫导轨的调节旋钮,直到滑块能在气垫导轨上的不同位置均处于　　　　状态,表明气垫导轨水平。 

(2)若已知滑块上遮光片通过光电门的时间,为了测滑块的动量,还需要测量的物理量为　　　　。 

(3)如图甲所示,为了验证碰撞前后的动量是否守恒,在两滑块相对端分别装上弧形弹簧片。将两滑块A、B从导轨两端以一定的初速度推出,两滑块第一次分别经过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间为Δt1、Δt2,滑块在两光电门之间碰撞后均反弹,两滑块

第二次分别经过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间为Δt'1、Δt'2。已知滑块A、B(含遮光片、弧形弹簧片)的质量分别为m1、m2。如果满足　　　　　　　　(用m1、m2、Δt1、Δt2、Δt'1、Δt'2表示),则碰撞前后动量守恒。 

(4)如图乙所示,为探究完全非弹性碰撞前后损失的机械能,将弧形弹簧片换为尼龙搭扣,将滑块B静止放在光电门Ⅰ、Ⅱ之间,滑块A从光电门Ⅰ左侧以一定初速度向右滑(A与B碰撞后由尼龙搭扣粘在一起),滑块A经过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间分别为Δt3、Δt4,已知滑块A、B(含遮光片、尼龙搭扣)的质量分别为m3、m4。则碰撞前后滑块A、B组成的系统损失的机械能为　　　　　　(用m3、m4、Δt3、Δt4、d表示)。 

2.[2026河北廊坊开学考试]如图甲所示是利用气垫导轨、滑块A、滑块B、频闪照相机(能以相同的时间间隔连续闪光拍照)等验证动量守恒定律的实验装置。

(1)实验前:接通气源后,在导轨上轻放滑块A,给滑块A一初速度,使它从轨道左端向右端运动,得到的频闪照片如图乙。为使导轨水平,可调高旋钮　　　　(选填“P”或“Q”)。 

(2)实验时:测出滑块A的质量为m1,滑块B的质量为m2,接通气源,将滑块A静置于左侧,将滑块B静置于右侧;启动频闪照相机,推动A,使其获得水平向右的速度,与B发生碰撞后被弹回,得到的频闪照片如图丙。已知相邻两次闪光的时间间隔

为T,根据图丙,可知滑块A碰撞前瞬间的速度大小为　　　　(选用d1、d2、T表示);要判断该碰撞前后动量是否守恒,则需验证的关系式是　　　　　　(选用d1、d2、d3、d4、T、m1、m2表示);若猜想该碰撞是弹性碰撞(无机械能损失),则可验证的关系式是=　　　　(用m1、m2表示)。 

题组二　研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒

3.[2026重庆沙坪坝阶段测试]小明同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球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,落到水平地面的记录纸上并留下痕迹,重复上述操作10次得到10个落点痕迹,并求得了这10个落点的平均落点Q,如图乙所示。再把B球放在轨道末端,让A球仍从位置G由静止开始滚下,A球和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,得到了如图乙所示的平均落点P和R。

　

(1)在图乙中读出=　　　　cm。