第1章 第4节 实验：验证动量守恒定律（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 本练习围绕“验证动量守恒定律”实验，通过“基础巩固-综合运用-拓广探索”三层设计，实现从实验原理到综合应用再到创新探究的进阶，强化科学探究与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|动量守恒条件、实验操作规范、基础数据处理|结合气垫导轨、碰撞实验器等基础装置，通过选择、填空巩固实验原理与误差分析| |综合运用|多仪器联用（光电门、遮光条）、图像分析、误差计算|整合光电门测速、游标卡尺读数等技能，如第6题结合挡光时间与质量验证守恒| |拓广探索|跨情境应用（冲击摆测速度）、实验方案优化|引入冲击摆新情境，通过数据记录表与偏角测量提升科学探究与创新能力|

4. 实验:验证动量守恒定律 基础巩固 1. 某实验小组用如图甲所示的气垫导轨来探究碰撞规律，导轨末端装有位移传感器(图中未画出),滑块 的质量分别为 和 . 打开气泵，将气垫导轨调节水平，滑块 以一定的速度与静止的滑块 发生碰撞. 其位移 与时间 的关系如图乙所示. 下列说法正确的是 ( ) 甲 第 1 题 A. 滑块碰撞前后系统的机械能守恒 B. 碰撞后, 滑块 a 朝反方向运动 C. 滑块 的质量之比 D. 碰撞后滑块 的动量大小之比 1 : 1 【答案】C 【解析】根据图像的斜率表示速度可知, 碰撞后, 滑块 a 运动方向不变, 错误; 碰撞前、后瞬间 的速度分别为 ,碰撞后 的速度为 ,根据动量守恒定律有 ,解得 正确; 碰撞后滑块 的动量大小之比为 错误; 碰撞前系统动能为 ,碰撞后系统动能为 ,动能减少,系统的机械能不守恒, 错误. 故选 . 题号 1 答案 2. 用如图甲所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律. 图甲中 点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影. 实验时,先让质量为 的小球 A 多次从斜轨上位置 点由静止释放,找到其落点的平均位置 ,测量平抛射程 . 然后把质量为 的小球 静置于轨道末端的水平部分,再将小球 从斜轨上位置 由静止释放，与小球 碰撞，如此重复多次， 、 为两球碰后的平均落点，重力加速度为 ，回答下列问题: 第 2 题 (1)为了保证碰撞时小球 不反弹,两球的质量必须满足 _____(选填“<”或 “>”) ，为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径_____(选填“需相等”或“不需相等”)，本实验_____(选填“不需要”或“需要”)测量平抛运动的高度和时间. (2)若两球碰撞前后的机械能守恒，其表达式可表示为_____(用 来表示). (3)若实验中得出的落点情况如图乙所示， 假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球 A 的质量 与被碰小球 B 的质量 之比为_____. 【答案】( 1 )> 需相等 不需要 ( 2 ) ( 3 )4:1 【解析】(1) 为了保证碰撞时 不反弹,两球的质量必须满足 ; 为了保证两小球发生对心正碰,两小球的半径需相等; 由于小球做平抛运动的高度和时间均相等, 在验证动量守恒时可消除高度和时间，所以本实验不需要测量平抛运动的高度和时间. (2)平抛运动水平方向做匀速直线运动,碰前 球的速度为 ,碰后 球、 球的速度分别为 ; 若两球碰撞前后的机械能守恒,则有 ,联立可得 . (3)若 A、B 在碰撞过程中动量守恒,则有 ,可得 ,由题图乙可知 ,则有 . 3. 如图所示为一弹簧弹射装置, 在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，弹簧压缩并锁定,在金属管两端各放置一个金属小球 1 和 2 (两球直径略小于管径且与弹簧不相连). 现解除弹簧锁定，两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射. 然后按下述步骤进行实验: 第 3 题 ① 用天平测出两球质量 、 ； ② 用刻度尺测出两管口离地面的高度 ； ③ 记录两球在水平地面上的落点 . 回答下列问题: (1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有_____. (已知重力加速度为 ) A. 弹簧的压缩量 B. 两球落点 到对应管口 的水平距离 C. 小球直径 D. 两球从管口弹出到落地的时间 (2)根据测量结果，可得弹性势能的表达式为 _____. (3)由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_____，就说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒. 【答案】(1) 【解析】(1) 弹射装置在将两小球弹射出金属管过程中, 弹簧的弹性势能转化为两小球的动能,则 ,题中已测出了两球质量 ,两管口离地面的高度 ; 再测出两球落点 到对应管口 的水平距离 ,即可算出两球离开管口的速度,从而计算出弹簧的弹性势能，故选 B. (2)小球离开管口做平抛运动时，有 ,则两球离开管口的速度分别为 、 ,则弹性势能的表达式 若弹射过程中两小球组成的系统动量守恒,则 ,即 4. (教材改编题)某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律. 第 4 题 (1)实验前，需要平衡摩擦力，长木板上仅放上小车 A，连接小车 A 的纸带穿过打点计时器的限位孔，将长木板的右端用小木片适当垫高，接通打点计时器的电源， 给小车 A 一个初速度，观察打出的纸带， 如果发现打出的点间隔越来越小，则小木片适当向_____(选填“左”或“右”) 移，直到纸带上打出的点_____，表明阻力得到平衡.补偿阻力的目的是_____._____. (2)补偿阻力后，将小车 A 靠近打点计时器放置并与穿过打点计时器的纸带连接，小车 B 也放在长木板上离 A 适当远的地方，且小车 A、B 与长木板间的动摩擦因数相同. 接通电源, 向左轻推小车 A, 使小车 A 获得一个初速度,小车 A、B 相碰后被两小车上的橡皮泥粘在一起. 打出的纸带如图乙所示，打点计时器所接交流电源的频率为 ，由纸带可知，碰撞前小车 的速度大小为 _____ ；碰撞后 A、B一起共同运动的速度大小为 _____ ；要验证动量守恒定律，还需要测量的物理量是_____(写出物理量的名称和符号)，若表达式_____(用物理量的符号表示)成立，表明两小车组成的系统动量守恒. 接小车端 第 4 题 【答案】(1)左 间隔均匀 使在木板上运动的小车受到的合力为 0 (2)1.52 0.91 小车 (包括橡皮泥)的质量 、小车 (包括橡皮泥) 的质量 [或 【解析】( 1 )如果打出的点间隔越来越小，说明平衡摩擦力不足，需要将小木片适当向左移，直到纸带上打出的点间隔均匀，平衡摩擦力的目的是使在木板上运动的小车受到的合力为 0. (2)由公式 可知，碰撞前小车 的速度 ；碰撞后小车 和小车 B一起运动的速度为 . 要验证动量守恒定律,还需要测量的物理量是小车 (包括橡皮泥)的质量 、小车 (包括橡皮泥) 的质量 ，当表达式 成立，表明两小车组成的系统动量守恒. 5. (教材改编题) 某同学利用如图所示装置研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒. 第 5 题 (1)下列要求和操作正确的有_____. A. 斜槽末端要水平 B. 斜槽表面要光滑 C. 小球落到的地面要水平 D. 用秒表记录小球下落时间 (2)入射小球 1 与被碰小球 2 应该选择:质量 _____ 、半径 _____ . (均选填“大于”“等于”或“小于”) (3)小球 1、2 的质量分别为 、 ，用刻度尺分别测量三个落点的平均位置离 点的距离,即线段 的长度 、 、 ，当满足关系式_____ 时, 说明碰撞过程中动量守恒. (4)将小球 1 从斜槽上某点 (做标记) 滚下，直接离开斜槽落地称为第一次操作; 小球 1 从斜槽上原位置 (标记处) 滚下，跟小球 2 碰撞后离开斜槽落地称为第二次操作；如果在第二次操作时，发现在第一次操作中槽的末端是不水平的，有些向上倾斜，于是把它调为水平，调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同. 然后让小球在斜槽上原标记位置滚下进行第二次操作，分析时仍然和第一次操作的数据进行比较，其他实验操作都正确, 且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计. 该实验可能会得到怎样的结果并说明理由:____________________ 【答案】(1)AC(2)大于 等于(3) (4)碰撞前的总动量小于碰撞后的总动量. 理由见解析 【解析】(1)为了保证小球做平抛运动, 斜槽末端需要调节水平，A 正确；只要保证小球每次从斜槽同一位置由静止释放， 小球碰撞前的速度就一样，斜槽轨道是否光滑不影响，B 错误；本实验需要测量小球做平抛运动的水平位移，故小球落到的地面要水平，C 正确；小球做自由落体运动的高度相同， 所用时间相同，不需要用秒表记录小球下落时间，D 错误. 故选 AC. (2)为了保证入射小球 1 与被碰小球 2 碰撞后，入射小球 1 不会反弹，需要选择 大于 ；为了保证入射小球 1 与被碰小球 2 发生对心碰撞，需要选择半径 等于 . (3) 根据平抛运动规律可知,落地高度相同,则运动时间相同,设下落时间为 ,则 , ,而动量守恒的表达式为 ,联立可得当满足关系式 时,说明碰撞过程中动量守恒. (4) 该实验可能会得到的结果:碰撞前的总动量小于碰撞后的总动量；由于槽的末端不是水平的, 而是有些向上倾斜, 那么小球抛出后做斜抛运动, 水平速度变小, 且小球在空中运动时间的变化可忽略不计, 所以第一次小球的水平位移变小，即 ，则有 ,故可能会得到碰撞前的总动量小于碰撞后的总动量. 综合运用 6. 用如图所示的装置可以验证动量守恒定律, 在滑块 和 相碰的端面上装有弹性碰撞架, 它们的上端装有等宽的挡光片. 第 6 题 (1)实验前需要调节气垫导轨水平:在轨道上只放滑块 ，轻推一下滑块 ，其通过光电门 1 和光电门 2 的时间分别为 、 ，当 _____(选填“>”“=”或“<”) ，则说明气垫导轨水平. (2)滑块A置于光电门 1 的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置, 给 A 一个向右的初速度，通过光电门 1 的时间为 与 碰撞后 通过光电门 2 的时间为 通过光电门 2 的时间为 , 为完成该实验，还必须测量的物理量有_____. A. 挡光片的宽度 B. 滑块 A 的总质量 C. 滑块 的总质量 D. 光电门 1 到光电门 2 的间距 (3)若实验测得挡光片的宽度 ， 滑块 的质量 ，滑块 的质量 , ① 计算可知两滑块相互作用前系统的总动量为 _____ ，两滑块相互作用以后系统的总动量 _____ (计算结果保留 2 位有效数字). ② 若实验相对误差绝对值 即可认为系统动量守恒, 则本实验中 _____. 在误差范围内_____ (选填“能”或“不能”)验证动量守恒定律. 【答案】 (1) (2) BC (3) ①0.0500.048② 4% 能 【解析】(1) 轻推一下滑块 ,其通过光电门 1 和光电门 2 的时间分别为 、 ，当 时，则说明滑块 做匀速运动， 气垫导轨水平. (2)设挡光片的宽度为 ，碰撞前滑块 的速度 ,碰撞后滑块 的速度 ,滑块 的速度 ,要验证动量守恒,需要验证 , 即 ,等式两边均有 ,可以消掉,即 ,所以为完成该实验,还必须测量的物理量有滑块 的总质量 、滑块 的总质量 ,故选 BC. (3)① 两滑块相互作用前系统的总动量为 ,两滑块相互作用以后系统的总动量为 . ② 本实验中 ,所以,在误差范围内能验证动量守恒定律. 7. 如图甲所示，某课外探究小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验. 滑块 和滑块 的质量 (包括遮光条) 分别为 . 实验中弹射装置每次给滑块 的初速度均相同,滑块 初始处于静止状态. 滑块 的遮光条两次通过光电门 1 的挡光时间分别为 、 ，滑块 的遮光条通过光电门 2 的挡光时间为 . 甲 第 7 题 (1)打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块 从气垫导轨右侧弹出，测得光电门 1 的时间大于光电门 2 的时间，为使实验结果准确，后续的操作是_____. A. 调高右侧底座旋钮 B. 调高左侧底座旋钮 C. 将光电门 1 向左侧移动 D. 将光电门 2 向右侧移动 (2)如图乙所示，用游标卡尺测量遮光条的宽度 ，其读数为_____ . (3)经测量滑块 、 上的遮光条宽度相同， 则验证动量守恒的表达式为_____(用 、 、 、 、 表示). (4)小明同学改变实验设计继续验证动量守恒定律, 他在滑块 B 的右端加上橡皮泥, 两滑块每次相碰后会粘在一起运动. 多次改变滑块 B 的质量 ，记录下滑块 B 的遮光条每次通过光电门的挡光时间 , 在如图丙所示的方格纸上作出 图像. 200 210 220 230 240 9.3 9.6 9.8 10.1 10.4 第 7 题 【答案】(1) B (2) 14.8 (3) (4) 见解析 【解析】(1) 测得遮光条通过光电门 1 的时间大于通过光电门 2 的时间，说明滑轨没在水平面上，向左倾斜，滑块 做加速运动，因此应该调高左侧底座旋钮，使滑轨水平. 故选 B. (2)游标卡尺主尺刻度为 ，游标尺第 8 刻度与主尺某一刻度对齐，故游标卡尺读数为 . (3)根据动量守恒定律可得 ,滑块经过光电门的速度 ,故验证动量守恒定律的表达式为 根据表格数据作出 图像如图所示. 拓广探索 8. 如图甲所示, 冲击摆是一个用细线悬挂着的摆块, 弹丸击中摆块时陷入摆块内, 使摆块摆至某一高度, 利用这种装置可以测出弹丸的发射速度. 实验步骤如下: 第 8 题 ① 用天平测出弹丸的质量 和摆块的质量 ; ② 将实验装置水平放在桌子上，调节摆绳的长度，使弹丸恰好能射入摆块内，并使摆块摆动平稳，同时用刻度尺测出摆长； ③ 让摆块静止在平衡位置，扳动弹簧枪的扳机，把弹丸射入摆块内，摆块和弹丸推动指针一起摆动，记下指针的最大偏角； ④ 多次重复步骤③，记录指针最大偏角的平均值; ⑤ 换不同挡位测量，并将结果填入下表. 挡位 平均最大偏角 弹丸质量 摆块质量 摆长 弹丸的速度 / ( ) 低速挡 15.7 0.007 65 0.078 9 0.270 5.03 中速挡 19.1 0.007 65 0.078 9 0.270 6.77 高速挡 0.007 65 0.078 9 0.270 7.15 完成下列填空: (1)现测得高速挡指针最大偏角如图乙所示， 请将表中数据补充完整: _____。 (2)用上述测量的物理量表示发射弹丸的速度 _____. (已知重力加速度为 ) (3)为减小实验误差，每次实验前，并不是将指针置于竖直方向的零刻度处，常常需要试射并记下各挡对应的最大指针偏角, 每次正式射击前, 应预置指针, 使其偏角略小于该挡的最大偏角. 请写出这样做的一个理由:_____. 【答案】 ( 1 )22.4(22.2 ～ 22.7 均正确)( 2 ) . 较大的速度碰撞指针，会损失较多的机械能 【解析】(1) 刻度盘分度值为 ,故读数为 22.4°. (2)弹丸射入摆块内，由系统动量守恒有 ，摆块向上摆动，由机械能守恒定律有 ,联立解得 . (3) 较大的速度碰撞指针，会损失较多的机械能(其他理由, 如 “摆块在推动指针偏转时要克服摩擦力做功” “指针摆动较长的距离损失的机械能较多”等，只要合理即可). 学科网（北京）股份有限公司 $ 4. 实验:验证动量守恒定律 基础巩固 1. 某实验小组用如图甲所示的气垫导轨来探究碰撞规律，导轨末端装有位移传感器(图中未画出),滑块 的质量分别为 和 . 打开气泵，将气垫导轨调节水平，滑块 以一定的速度与静止的滑块 发生碰撞. 其位移 与时间 的关系如图乙所示. 下列说法正确的是 ( ) 甲 第 1 题 A. 滑块碰撞前后系统的机械能守恒 B. 碰撞后, 滑块 a 朝反方向运动 C. 滑块 的质量之比 D. 碰撞后滑块 的动量大小之比 1 : 1 题号 1 答案 2. 用如图甲所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律. 图甲中 点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影. 实验时,先让质量为 的小球 A 多次从斜轨上位置 点由静止释放,找到其落点的平均位置 ,测量平抛射程 . 然后把质量为 的小球 静置于轨道末端的水平部分,再将小球 从斜轨上位置 由静止释放，与小球 碰撞，如此重复多次， 、 为两球碰后的平均落点，重力加速度为 ，回答下列问题: 第 2 题 (1)为了保证碰撞时小球 不反弹,两球的质量必须满足 _____(选填“<”或 “>”) ，为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径_____(选填“需相等”或“不需相等”)，本实验_____(选填“不需要”或“需要”)测量平抛运动的高度和时间. (2)若两球碰撞前后的机械能守恒，其表达式可表示为_____(用 来表示). (3)若实验中得出的落点情况如图乙所示， 假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球 A 的质量 与被碰小球 B 的质量 之比为_____. 3. 如图所示为一弹簧弹射装置, 在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，弹簧压缩并锁定,在金属管两端各放置一个金属小球 1 和 2 (两球直径略小于管径且与弹簧不相连). 现解除弹簧锁定，两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射. 然后按下述步骤进行实验: 第 3 题 ① 用天平测出两球质量 、 ； ② 用刻度尺测出两管口离地面的高度 ； ③ 记录两球在水平地面上的落点 . 回答下列问题: (1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有_____. (已知重力加速度为 ) A. 弹簧的压缩量 B. 两球落点 到对应管口 的水平距离 C. 小球直径 D. 两球从管口弹出到落地的时间 (2)根据测量结果，可得弹性势能的表达式为 _____. (3)由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_____，就说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒. 4. (教材改编题)某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律. 第 4 题 (1)实验前，需要平衡摩擦力，长木板上仅放上小车 A，连接小车 A 的纸带穿过打点计时器的限位孔，将长木板的右端用小木片适当垫高，接通打点计时器的电源， 给小车 A 一个初速度，观察打出的纸带， 如果发现打出的点间隔越来越小，则小木片适当向_____(选填“左”或“右”) 移，直到纸带上打出的点_____，表明阻力得到平衡.补偿阻力的目的是_____._____. (2)补偿阻力后，将小车 A 靠近打点计时器放置并与穿过打点计时器的纸带连接，小车 B 也放在长木板上离 A 适当远的地方，且小车 A、B 与长木板间的动摩擦因数相同. 接通电源, 向左轻推小车 A, 使小车 A 获得一个初速度,小车 A、B 相碰后被两小车上的橡皮泥粘在一起. 打出的纸带如图乙所示，打点计时器所接交流电源的频率为 ，由纸带可知，碰撞前小车 的速度大小为 _____ ；碰撞后 A、B一起共同运动的速度大小为 _____ ；要验证动量守恒定律，还需要测量的物理量是_____(写出物理量的名称和符号)，若表达式_____(用物理量的符号表示)成立，表明两小车组成的系统动量守恒. 接小车端 第 4 题 5. (教材改编题) 某同学利用如图所示装置研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒. 第 5 题 (1)下列要求和操作正确的有_____. A. 斜槽末端要水平 B. 斜槽表面要光滑 C. 小球落到的地面要水平 D. 用秒表记录小球下落时间 (2)入射小球 1 与被碰小球 2 应该选择:质量 _____ 、半径 _____ . (均选填“大于”“等于”或“小于”) (3)小球 1、2 的质量分别为 、 ，用刻度尺分别测量三个落点的平均位置离 点的距离,即线段 的长度 、 、 ，当满足关系式_____ 时, 说明碰撞过程中动量守恒. (4)将小球 1 从斜槽上某点 (做标记) 滚下，直接离开斜槽落地称为第一次操作; 小球 1 从斜槽上原位置 (标记处) 滚下，跟小球 2 碰撞后离开斜槽落地称为第二次操作；如果在第二次操作时，发现在第一次操作中槽的末端是不水平的，有些向上倾斜，于是把它调为水平，调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同. 然后让小球在斜槽上原标记位置滚下进行第二次操作，分析时仍然和第一次操作的数据进行比较，其他实验操作都正确, 且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计. 该实验可能会得到怎样的结果并说明理由:____________________ 综合运用 6. 用如图所示的装置可以验证动量守恒定律, 在滑块 和 相碰的端面上装有弹性碰撞架, 它们的上端装有等宽的挡光片. 第 6 题 (1)实验前需要调节气垫导轨水平:在轨道上只放滑块 ，轻推一下滑块 ，其通过光电门 1 和光电门 2 的时间分别为 、 ，当 _____(选填“>”“=”或“<”) ，则说明气垫导轨水平. (2)滑块A置于光电门 1 的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置, 给 A 一个向右的初速度，通过光电门 1 的时间为 与 碰撞后 通过光电门 2 的时间为 通过光电门 2 的时间为 , 为完成该实验，还必须测量的物理量有_____. A. 挡光片的宽度 B. 滑块 A 的总质量 C. 滑块 的总质量 D. 光电门 1 到光电门 2 的间距 (3)若实验测得挡光片的宽度 ， 滑块 的质量 ，滑块 的质量 , ① 计算可知两滑块相互作用前系统的总动量为 _____ ，两滑块相互作用以后系统的总动量 _____ (计算结果保留 2 位有效数字). ② 若实验相对误差绝对值 即可认为系统动量守恒, 则本实验中 _____. 在误差范围内_____ (选填“能”或“不能”)验证动量守恒定律. 7. 如图甲所示，某课外探究小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验. 滑块 和滑块 的质量 (包括遮光条) 分别为 . 实验中弹射装置每次给滑块 的初速度均相同,滑块 初始处于静止状态. 滑块 的遮光条两次通过光电门 1 的挡光时间分别为 、 ，滑块 的遮光条通过光电门 2 的挡光时间为 . 甲 第 7 题 (1)打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块 从气垫导轨右侧弹出，测得光电门 1 的时间大于光电门 2 的时间，为使实验结果准确，后续的操作是_____. A. 调高右侧底座旋钮 B. 调高左侧底座旋钮 C. 将光电门 1 向左侧移动 D. 将光电门 2 向右侧移动 (2)如图乙所示，用游标卡尺测量遮光条的宽度 ，其读数为_____ . (3)经测量滑块 、 上的遮光条宽度相同， 则验证动量守恒的表达式为_____(用 、 、 、 、 表示). (4)小明同学改变实验设计继续验证动量守恒定律, 他在滑块 B 的右端加上橡皮泥, 两滑块每次相碰后会粘在一起运动. 多次改变滑块 B 的质量 ，记录下滑块 B 的遮光条每次通过光电门的挡光时间 , 在如图丙所示的方格纸上作出 图像. 200 210 220 230 240 9.3 9.6 9.8 10.1 10.4 第 7 题 拓广探索 8. 如图甲所示, 冲击摆是一个用细线悬挂着的摆块, 弹丸击中摆块时陷入摆块内, 使摆块摆至某一高度, 利用这种装置可以测出弹丸的发射速度. 实验步骤如下: 第 8 题 ① 用天平测出弹丸的质量 和摆块的质量 ; ② 将实验装置水平放在桌子上，调节摆绳的长度，使弹丸恰好能射入摆块内，并使摆块摆动平稳，同时用刻度尺测出摆长； ③ 让摆块静止在平衡位置，扳动弹簧枪的扳机，把弹丸射入摆块内，摆块和弹丸推动指针一起摆动，记下指针的最大偏角； ④ 多次重复步骤③，记录指针最大偏角的平均值; ⑤ 换不同挡位测量，并将结果填入下表. 挡位 平均最大偏角 弹丸质量 摆块质量 摆长 弹丸的速度 / ( ) 低速挡 15.7 0.007 65 0.078 9 0.270 5.03 中速挡 19.1 0.007 65 0.078 9 0.270 6.77 高速挡 0.007 65 0.078 9 0.270 7.15 完成下列填空: (1)现测得高速挡指针最大偏角如图乙所示， 请将表中数据补充完整: _____。 (2)用上述测量的物理量表示发射弹丸的速度 _____. (已知重力加速度为 ) (3)为减小实验误差，每次实验前，并不是将指针置于竖直方向的零刻度处，常常需要试射并记下各挡对应的最大指针偏角, 每次正式射击前, 应预置指针, 使其偏角略小于该挡的最大偏角. 请写出这样做的一个理由:_____. 学科网（北京）股份有限公司 $