实验06 验证动量守恒定律（复习讲义）（天津专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

实验06 验证动量守恒定律 内容导航 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 必备知识 实验原理 由于碰撞时作用时间很短，内力远大于外力，因此碰撞过程动量守恒。在两物体一维碰撞的情况下，若满足m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'，则系统动量守恒 实验方案及装置图 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 实验器材 气垫导轨，大小相同、质量分别为m1、m2的滑块A和B，天平，光电门1和2，挡光片等 斜槽，铅垂线，大小相同、质量分别为m1、m2的小球(入射小球质量大于被碰小球质量)，天平，白纸，复写纸，木板，圆规等 数据处理 (1)滑块速度的测量：v=，式中Δx为滑块上挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间 (2)验证的表达式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' (1)不放被碰小球，让入射小球A从斜槽上某固定高度处自由滚下，小球脱离轨道处在地面的投影点为O，重复10次。找出小球落点的平均位置P，测出OP的长度 (2)把被碰小球B放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。标出碰后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N，分别测出OM、ON的长度 (3)验证的表达式：m1·OP=m1·OM+m2·ON。 注意事项 (1)前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰” (2)方案提醒 ①若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨水平 ②若利用平抛运动规律进行验证： a.斜槽末端的切线必须水平 b.入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放 c.选质量较大的小球作为入射小球 d.平均位置的确定：用圆规画尽量小的圆，把所有的点圈在里面，圆心就是落点的平均位置 e.实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变 误差分析 (1)系统误差：主要来源于实验器材及实验操作等 ①碰撞是否为一维碰撞 ②气垫导轨是否完全水平；入射小球的释放高度存在差异 (2)偶然误差：主要来源于质量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的测量 考●向●破●译 1．（2026·天津宝坻·三模）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O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S由静止释放，确定其平均落地点，记为P。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S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M和N，分别测出O点到平均落地点的距离OM、OP、ON。测得球1的质量为m1，球2的质量为m2，已知。（P、M、N在图中未画出） (1)下列实验步骤中必要的是________。（选填选项前的字母） A．测量球1静止释放的高度h B．测量抛出点距地面的高度H C．检验斜槽末端是否水平 D．利用重锤线确定O点的位置 (2)a、完成上述实验，图2中平均落地点的位置可能正确的是________。 b、在误差允许范围内，若关系式________成立，说明两球碰撞前后动量守恒。 (3)某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞，只需要验证满足______（需填写OP、OM、ON的关系）条件，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。 2．（2026·北京西城·二模）通过实验验证动量守恒定律的方案有多种。 (1)a．用图1所示装置进行实验。实验时，调节斜槽轨道末端水平，先不放小球2，使小球1从斜槽上处由静止滚下，再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从处由静止滚下，与小球2碰撞。实验中除两个小球的质量外，还需要测量的物理量有________（填选项前的字母）。 A．小球1释放点距桌面的高度 B．斜槽轨道末端距地面的高度 C．不发生碰撞时小球1的平抛射程 D．碰后两个小球的平抛射程、 (2)b．用图2所示装置进行实验。调整长木板的倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车前端贴有橡皮泥，后端连一条纸带，接通打点计时器电源后，轻推小车，使其以一定速度运动，与静止的小车相碰并粘在一起继续运动，打点计时器打出的纸带如图3所示，打点计时器电源频率为，各计数点之间的距离如图所示。计算小车碰撞前瞬间的速度大小应选________段（填“AB”“BC”“CD”或“DE”），速度大小为________m/s（结果保留三位有效数字）。 3．（2026·天津河西·二模）某实验小组利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。滑块1、2的质量（包括遮光条）分别为、。 (1)打开气泵，仅将滑块1放在光电门1的左侧，轻推滑块1，发现其通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，则应将调节旋钮P适当______（选填“调高”或“调低”），使气垫导轨达到水平状态； (2)将滑块1放在光电门1的左侧，滑块2放在两光电门之间。轻推滑块1使它获得水平向右的速度并与静止的滑块2碰撞，光电门记录的挡光时间如右表所示。根据实验现象，可知滑块的质量关系应满足______（选填“＞”、“＜”或“=”）； 光电门1 光电门2 碰前 无数据 碰后 (3)已知滑块1、2上的遮光条规格相同，若在误差允许的范围内满足关系式______，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒（用、、、、表示）。 4．（2026·广东汕头·二模）小铭同学利用实验室常见的仪器完成高中三个力学实验。 (1)小铭先用图1装置探究平抛运动的特点，以下说法正确的是______。 A．该实验两小球落地时的速度大小相同 B．该实验说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动 C．该实验需要改变小球高度和打击力度进行多次实验对比 D．该实验说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 (2)小铭接着用小球制成单摆来测量当地重力加速度。用螺旋测微器测得摆球直径如图2所示，则直径d＝______cm；若使用了弹性细绳来制作单摆，这会导致测得的重力加速度比实际值______（选填“偏大”或“偏小”）。 (3)小铭又把两个半径相同、质量不同的小球用等长的细线悬挂，保持B球静止，拉起A球使摆线与竖直方向夹角为θ1并静止释放，AB碰后粘在一起，上升到最高点时摆线与竖直方向夹角为θ2，测得A、B球质量为mA、mB，若满足关系式______，则可验证两小球碰撞前后动量守恒。 5．（2026·天津和平·二模）利用如图甲所示的装置可以验证动量守恒定律，即研究小球在碰撞前后的动量关系。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置。 (1)关于本实验，下列做法必要的是（　　） A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B．入射小球的质量必须等于被碰小球的质量 C．轨道倾斜部分必须光滑 D．轨道末端必须水平放置 E．两小球的半径必须相同 (2)用如图乙所示装置也可验证动量守恒定律，则在实验过程中，分析正确的是（　　） A．需要先让小车开始运动，再接通打点计时器 B．小车B碰撞前必须处于静止状态 C．需要将木板右侧垫高，使小车能在木板上做匀速直线运动 D．此装置也可用于研究弹性碰撞 (3)实验中获得一条纸带如图丙所示，已将各计数点之间的距离标注在图中，打点计时器电源频率为，则小车A在碰撞前的速度大小为________（结果保留3位有效数字） 6．（2026·广西南宁·二模）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）。 7．（2026·浙江·二模）用如图所示的实验装置测量滑块在气垫导轨上的加速度。气垫导轨上两个光电门之间的距离为L，槽码拖动滑块匀加速先后通过两个光电门，数字计时器记录遮光条通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为。 (1)为了测得滑块的加速度大小，还需要测量的物理量是_________ (2)下列实验用图示所用实验装置不能完成的是_________ A．探究小车速度随时间变化的规律 B．探究加速度与力、质量的关系 C．验证机械能守恒定律 D．验证动量守恒定律 (3)若实验时仅改变光电门2的位置，让滑块每次都从同一位置静止释放，记录多组遮光条通过光电门2的时间及对应的两个光电门之间的距离L，做出图像，下列图像可能正确的是_________ A． B． C． D． 8．（2026·天津·模拟预测）某同学用如图甲所示的装置“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； (1)用螺旋测微器测量遮光条宽度，测量结果如图乙所示，则__________． (2)测得P、Q的质量分别为和，左、右遮光条的宽度分别为和实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，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)若左、右遮光条的宽度相同，第（2）问中动量守恒应满足的关系式可简化为__________（用题中字母表示）． 考点二 创新拓展实验 考●向●破●译 9．（2025·湖南湘潭·模拟预测）为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图甲所示的实验装置：将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有宽度均为d的挡光片，测得滑块A、B（包含挡光片）的质量分别为和。 (1)用螺旋测微器测量滑块上挡光片的宽度d，示数如图乙所示，则________mm。 (2)打开气泵，调节气垫导轨，将一个滑块放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，滑块通过光电门1、2的时间分别为、，当________（选填“<”、“=”或“>”）时，可认为气垫导轨水平。 (3)滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，A与静止的滑块B发生碰撞。与光电门1相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为和，与光电门2相连的计时器显示的遮光时间为。若、、、、满足关系式：________，则可验证滑块A、B组成的系统碰撞前后动量守恒；若、、满足关系式：________，则可验证滑块A、B碰撞是弹性碰撞。 10．（26-27高二上·河北邯郸·阶段检测）如图所示，某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。 实验步骤： ①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气； ③接通数字计时器； ④把滑块2静止放在气垫导轨的中间； ⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧（未画出）的滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动； ⑦读出滑块通过光电门的挡光时间，滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1＝10.01ms，通过光电门2的挡光时间Δt2＝49.99ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3＝8.35ms；（注：1秒=1000毫秒） ⑧测出挡光板的宽度d＝5mm，测得滑块1的质量为m1＝300g，滑块2（包括弹簧）的质量为m2＝200g。 (1)实验中气垫导轨的作用是________________________________________； (2)碰撞前滑块1的速度v1为___________m/s，碰撞后滑块2的速度v3为___________m/s；（结果均保留两位有效数字） (3)碰撞前系统的总动量为m1v1＝___________；碰撞后系统的总动量为m1v2＋m2v3＝___________；由此可得实验结论在实验误差允许的范围内，两滑块相互作用的过程，系统的动量守恒。 （26-27高三上·重庆沙坪坝·阶段检测）光电门计时器是中学实验室里常见的测量时间、计算瞬时速度的仪器，某兴趣小组利用光电门设计实验，测出了在不同运动中的瞬时速度。根据下列信息完成小题。 11．如题图甲所示，他们首先在铁架台上固定一个角度测量仪，细线一端固定在铁架台上悬点O，另一端拴接一小球，自然下垂时小球球心恰好静止于光电门中心，测得摆线长度为L（L不满足远大于小球直径D）。将小球拉离平衡位置，测出偏离角度，保持细线伸直使小球由静止释放，记录小球通过光电门的时间t。改变角度多次实验，可获得多组角度和时间t的数据。重力加速度大小为g，请回答以下问题： （1）图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径______mm； （2）若等式______（用题中物理量的字母表示）成立，说明图甲小球下摆过程机械能守恒； （3）实验结果发现小球动能增加量略小于重力势能减少量，产生这种差异的原因可能是______。 A、角度的测量值偏大    B、存在空气阻力    C、摆线长度测量值偏小 12．他们接着用光电门和气垫导轨验证动量守恒定律。如题图，将长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，两滑块上固定有相同的遮光条。操作步骤如下： （1）打开气泵，调节气垫导轨，将滑块A放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，滑块A通过光电门1、2的时间分别为、，且，则应调高气垫导轨的调节旋钮______（选填“P”或者“Q”）； （2）气垫导轨调节水平后，测量滑块A、B（含遮光条）的质量分别为、； （3）将滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于光电门1、2之间，给滑块A一个初速度去碰撞滑块B；与光电门1相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为和，与光电门2相连的计时器显示的遮光时间为。若满足关系式：______（用字母、、、、表示），则可验证滑块A、B组成的系统碰撞前后动量守恒；若、、满足关系式：______（用字母、、表示），则可验证滑块A、B碰撞是弹性碰撞； （4）其中一位小组成员在步骤（2）中测量滑块质量时未包含遮光条质量，其余操作正确。若上述实验是弹性碰撞，则兴趣小组验证过程中所测得的碰撞前总动量______选填“大于”“小于”或“等于”）碰撞后的总动量。 13．（26-27高二上·安徽阜阳·阶段检测）某实验小组利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上装有光电门1和光电门2，将滑块A、B静置在气垫导轨上，两滑块上固定有相同的竖直遮光片。 (1)实验室内一个20分度游标卡尺的两测量爪并拢时，主尺上的0刻度线与游标上的0刻度线没有对齐，如图乙所示，用该游标卡尺测量遮光片宽度时的测量结果如图丙所示，则被测遮光片的宽度d应该是____cm。 (2)打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后，将滑块A从气垫导轨右侧由弹射装置向左弹出，测得滑块A通过光电门1的挡光时间小于其通过光电门2的挡光时间。为使实验结果准确，后续的正确操作是　　　　。 A．调高底座右侧旋钮 B．调高底座左侧旋钮 C．将光电门1向左侧移动 D．将光电门2向右侧移动 (3)调整好气垫导轨后，将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，给A一水平向左的速度，A经过光电门1后与B发生碰撞，之后两滑块粘在一起向左滑动。若经过光电门1时，A上遮光片的挡光时间为6.24 ms，经过光电门2时，A、B上遮光片的挡光时间均为10.40 ms，A、B发生碰撞的过程中系统动量守恒，则A、B的质量（均含遮光片）之比=____。 (4)重新将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，给A一水平向左的初速度，若A经过光电门1后与B发生弹性碰撞，且A被弹回，再次经过光电门1。滑块A先后经过光电门1的挡光时间为t1、t2，滑块B经过光电门2的挡光时间为t3。则下列关系式正确的是　　　　。 A．t1+t2=t3 B．t2-t1=t3 C． D． 14．（25-26高二下·湖南岳阳·期中）某实验小组采用如图甲所示的装置做验证动量守恒定律的实验。在桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电门1和2，带有遮光片的滑块A、B的质量分别为、，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：①打开气源，调节气垫导轨成水平状态；②由左侧弹射架固定的位置弹出滑块A，测得滑块A的遮光片通过光电门1的挡光时间为；③滑块A与静止的滑块B碰撞[通过弹性钢圈（见图乙）作用]后，滑块B向右运动，测得滑块B的遮光片通过光电门2的挡光时间为；滑块A反弹，测得滑块A的遮光片经过光电门1的挡光时间为。 (1)用螺旋测微器测量遮光片的宽度，如图丙所示，读数为______mm。 (2)、应满足的关系为______（选填“＞”“＝”或“＜”）。滑块A碰撞后速度大小为______。 (3)利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的等式为______， 15．（24-25高二上·内蒙古呼和浩特·期末）某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示。a、b两滑块用细线连接，a、b两滑块间放置有一压缩的轻弹簧，a、b两滑块上分别装有相同的挡光片，a、b两滑块的质量（包括挡光片）分别为、。 (1)实验前用游标卡尺测出挡光片的宽度，示数如图乙所示，则________； (2)接通气源，调节气垫导轨下面的螺钉，当滑块放在气垫导轨上任一处均能处于_______，则气垫导轨调节水平。将a、b两滑块按如图甲所示放置，剪断细线，a、b两滑块通过光电门1、2时的挡光时间分别为、，则当表达式__________（用已知和测量的物理量符号表示）成立，则可验证a、b两滑块作用过程中动量守恒。 16．（25-26高二上·江苏南通·期末）为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定有宽度为的挡光片。 (1)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，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节使轨道右端________（选填“升高”或“降低”）一些。 (2)若要求碰撞过程动能损失较小，碰撞端应选择________ (3)选用第（2）问的器材，滑块A（含遮光条）的质量为，滑块B（含遮光条）的质量为，且。将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，推动A，使其获得水平向左的速度，经过光电门1的挡光时间为，与B发生碰撞，电门2记录了两组挡光时间为、，且，则碰撞后滑块A的挡光时间为________，滑块A、B碰撞过程若满足表达式________（用题中所测物理量表达），则说明碰撞过程中动量守恒。 (4)若实验过程中滑块A上的遮光片稍微向左倾斜，则对实验结果________（选填“有影响”或“无影响”），原因是________。 17．（25-26高二上·陕西渭南·期末）利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，两光电门均与计时器相连，其中两滑块质量不同，但滑块上的遮光片规格相同。 (1)要验证系统的动量守恒，除了如图所示的器材外，还必需的实验器材有___________（填字母）。 A．天平 B．螺旋测微器 C．刻度尺 D．秒表 (2)实验前需调节气垫导轨水平，将气垫导轨平放在桌面上，打开气源，将滑块1放到导轨左端，轻推滑块1，若滑块1通过光电门1的时间___________（选填“大于”“小于”或“等于”）通过光电门2的时间，则导轨水平。 (3)滑块1置于光电门1的左侧，滑块2静置于两光电门之间，给滑块1一个向右的初速度，滑块1与静止的滑块2发生碰撞且不粘连。为使滑块1能通过光电门2，则滑块1的质量___________（选填“小于”“等于”或“大于”）滑块2的质量。 (4)若要验证完全非弹性碰撞时动量守恒，应选用___________（填字母）组滑块进行实验。（A中在两滑块接触的一面安装了弹性圆环；B中左边滑块右侧装了撞针，右边滑块左侧附着一块橡皮泥；C未做任何处理） A．B．C． 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验06 验证动量守恒定律 内容导航 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 必备知识 实验原理 由于碰撞时作用时间很短，内力远大于外力，因此碰撞过程动量守恒。在两物体一维碰撞的情况下，若满足m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'，则系统动量守恒 实验方案及装置图 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 实验器材 气垫导轨，大小相同、质量分别为m1、m2的滑块A和B，天平，光电门1和2，挡光片等 斜槽，铅垂线，大小相同、质量分别为m1、m2的小球(入射小球质量大于被碰小球质量)，天平，白纸，复写纸，木板，圆规等 数据处理 (1)滑块速度的测量：v=，式中Δx为滑块上挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间 (2)验证的表达式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' (1)不放被碰小球，让入射小球A从斜槽上某固定高度处自由滚下，小球脱离轨道处在地面的投影点为O，重复10次。找出小球落点的平均位置P，测出OP的长度 (2)把被碰小球B放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。标出碰后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N，分别测出OM、ON的长度 (3)验证的表达式：m1·OP=m1·OM+m2·ON。 注意事项 (1)前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰” (2)方案提醒 ①若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨水平 ②若利用平抛运动规律进行验证： a.斜槽末端的切线必须水平 b.入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放 c.选质量较大的小球作为入射小球 d.平均位置的确定：用圆规画尽量小的圆，把所有的点圈在里面，圆心就是落点的平均位置 e.实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变 误差分析 (1)系统误差：主要来源于实验器材及实验操作等 ①碰撞是否为一维碰撞 ②气垫导轨是否完全水平；入射小球的释放高度存在差异 (2)偶然误差：主要来源于质量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的测量 考●向●破●译 1．（2026·天津宝坻·三模）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O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S由静止释放，确定其平均落地点，记为P。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S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M和N，分别测出O点到平均落地点的距离OM、OP、ON。测得球1的质量为m1，球2的质量为m2，已知。（P、M、N在图中未画出） (1)下列实验步骤中必要的是________。（选填选项前的字母） A．测量球1静止释放的高度h B．测量抛出点距地面的高度H C．检验斜槽末端是否水平 D．利用重锤线确定O点的位置 (2)a、完成上述实验，图2中平均落地点的位置可能正确的是________。 b、在误差允许范围内，若关系式________成立，说明两球碰撞前后动量守恒。 (3)某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞，只需要验证满足______（需填写OP、OM、ON的关系）条件，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。 【答案】(1)CD (2) C (3) 【详解】（1）AB．球1从斜槽上同一位置S由静止释放，到达斜槽末端速度相同；小球离开斜槽后做平抛运动，下落高度相同，运动时间相同，速度​，动量守恒式中可约去，用代替，因此不需要测量释放高度h和抛出点高度H，故AB错误； C．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C正确； D．必须用重锤线确定O点位置，故D正确。 故选CD。 （2）①[1] 设碰撞前入射球速度，碰撞后球1速度小于，射程小于OP；碰撞后球2速度大于碰撞后球1速度，射程大于OM，因此落地点顺序可能为MPN。 故选C。 ②[2]碰撞后入射球速度，被碰球速度，代入动量守恒定律有 可得验证的表达式应为 （3）若碰撞过程为弹性碰撞，还应满足 解得 2．（2026·北京西城·二模）通过实验验证动量守恒定律的方案有多种。 (1)a．用图1所示装置进行实验。实验时，调节斜槽轨道末端水平，先不放小球2，使小球1从斜槽上处由静止滚下，再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从处由静止滚下，与小球2碰撞。实验中除两个小球的质量外，还需要测量的物理量有________（填选项前的字母）。 A．小球1释放点距桌面的高度 B．斜槽轨道末端距地面的高度 C．不发生碰撞时小球1的平抛射程 D．碰后两个小球的平抛射程、 (2)b．用图2所示装置进行实验。调整长木板的倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车前端贴有橡皮泥，后端连一条纸带，接通打点计时器电源后，轻推小车，使其以一定速度运动，与静止的小车相碰并粘在一起继续运动，打点计时器打出的纸带如图3所示，打点计时器电源频率为，各计数点之间的距离如图所示。计算小车碰撞前瞬间的速度大小应选________段（填“AB”“BC”“CD”或“DE”），速度大小为________m/s（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1)CD (2) BC 1.71 【详解】（1）A．小球1碰撞前的速度大小可以通过平抛运动规律求得， 联立可得 实验中小球1每次都从同一位置S释放即可，无需测量释放点S距桌面的高度h，A错误； BCD．由于各小球做平抛运动的竖直高度相同，所以由可得它们飞出时的水平速度与其落点的水平射程成正比，所以在验证动量守恒定律时，由 可得 故无需测量斜槽轨道末端距地面的高度H，需要测量各球平均落点的水平射程，即需测量不发生碰撞时小球1的平抛射程、碰后两个小球的平抛射程、，故B错误，CD正确。 故选CD。 （2）[1]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，段为匀速运动的阶段，故选计算碰前的速度； [2]打点周期为 速度大小为 3．（2026·天津河西·二模）某实验小组利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。滑块1、2的质量（包括遮光条）分别为、。 (1)打开气泵，仅将滑块1放在光电门1的左侧，轻推滑块1，发现其通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，则应将调节旋钮P适当______（选填“调高”或“调低”），使气垫导轨达到水平状态； (2)将滑块1放在光电门1的左侧，滑块2放在两光电门之间。轻推滑块1使它获得水平向右的速度并与静止的滑块2碰撞，光电门记录的挡光时间如右表所示。根据实验现象，可知滑块的质量关系应满足______（选填“＞”、“＜”或“=”）； 光电门1 光电门2 碰前 无数据 碰后 (3)已知滑块1、2上的遮光条规格相同，若在误差允许的范围内满足关系式______，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒（用、、、、表示）。 【答案】(1)调低 (2)＜ (3) 【详解】（1）由题意可知，滑块从左向右做加速运动，气垫导轨右端偏低，要使其水平，应调节旋钮使导轨左端降低一点，故旋钮调低。 （2）碰后光电门1和光电门2分别记录了一个挡光时间，因此两个滑块碰撞后分开，分别向左和向右运动，故滑块1的质量小于滑块2的质量。 （3）若碰撞过程中动量守恒，取水平向左为正方向，设遮光条的宽度为，则应满足 则有 即在误差允许的范围内满足关系式，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。 4．（2026·广东汕头·二模）小铭同学利用实验室常见的仪器完成高中三个力学实验。 (1)小铭先用图1装置探究平抛运动的特点，以下说法正确的是______。 A．该实验两小球落地时的速度大小相同 B．该实验说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动 C．该实验需要改变小球高度和打击力度进行多次实验对比 D．该实验说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 (2)小铭接着用小球制成单摆来测量当地重力加速度。用螺旋测微器测得摆球直径如图2所示，则直径d＝______cm；若使用了弹性细绳来制作单摆，这会导致测得的重力加速度比实际值______（选填“偏大”或“偏小”）。 (3)小铭又把两个半径相同、质量不同的小球用等长的细线悬挂，保持B球静止，拉起A球使摆线与竖直方向夹角为θ1并静止释放，AB碰后粘在一起，上升到最高点时摆线与竖直方向夹角为θ2，测得A、B球质量为mA、mB，若满足关系式______，则可验证两小球碰撞前后动量守恒。 【答案】(1)BC (2) 0.6969/0.6970/0.6971 偏小 (3) 【详解】（1）A．该实验两小球落地时的竖直速度大小相同，但是由于右侧小球落地时有水平速度，可知两球落地的速度大小不相同，A错误； BD．实验可观察到两球总是同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，即该实验说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，但不能说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，B正确，D错误； C．该实验需要改变小球高度和打击力度进行多次实验对比，从而得到一般规律，C正确； 故选BC。 （2）[1]用螺旋测微器测得摆球直径d＝6.5mm+0.01mm×47.0=0.6970cm； [2]根据可得 若使用了弹性细绳来制作单摆，则当单摆摆动时摆长会变大，而计算时仍用原来的值计算，则会导致测得的重力加速度比实际值偏小。 （3）A球摆到最低点时 碰后A、B两球一起摆到最高点时 若动量守恒则满足 即 5．（2026·天津和平·二模）利用如图甲所示的装置可以验证动量守恒定律，即研究小球在碰撞前后的动量关系。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置。 (1)关于本实验，下列做法必要的是（　　） A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B．入射小球的质量必须等于被碰小球的质量 C．轨道倾斜部分必须光滑 D．轨道末端必须水平放置 E．两小球的半径必须相同 (2)用如图乙所示装置也可验证动量守恒定律，则在实验过程中，分析正确的是（　　） A．需要先让小车开始运动，再接通打点计时器 B．小车B碰撞前必须处于静止状态 C．需要将木板右侧垫高，使小车能在木板上做匀速直线运动 D．此装置也可用于研究弹性碰撞 (3)实验中获得一条纸带如图丙所示，已将各计数点之间的距离标注在图中，打点计时器电源频率为，则小车A在碰撞前的速度大小为________（结果保留3位有效数字） 【答案】(1)ADE (2)BC (3)1.71 【详解】（1）A．同一组实验中，入射小球从同一位置由静止释放，才能保证每次碰撞前入射小球速度一致，是必要操作，故A项正确； B．为防止入射小球碰撞后反弹，入射小球质量必须大于被碰小球质量，故B项错误； C．斜槽倾斜部分不需要光滑，只要每次入射位置相同，摩擦力的影响一致，就能保证出射速度相同，不是必要操作，故C项错误； D．轨道末端必须水平，才能保证小球抛出后做平抛运动，是必要操作，故D项正确； E．两球半径相同才能保证球心共线，发生一维正碰，是必要操作，故E项正确。 故选ADE。 （2）A．打点计时器使用时必须先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故A项错误； B．本实验中，碰撞前小车B需要保持静止，才能简化动量守恒验证的表达式（初始总动量只有入射小车A的动量），故B项正确； C．需要垫高木板右端平衡摩擦力，让小车碰撞前后都做匀速直线运动，保证系统合外力为零，满足动量守恒条件，故C项正确； D．装置中使用橡皮泥使两车碰撞后粘合，属于完全非弹性碰撞。弹性碰撞要求碰撞后两物体分离，本装置无法实现，故不能用于研究弹性碰撞，故D项错误。 故选BC。 （3）打点计时器电源频率为50Hz，打点周期。由纸带点的分布规律：碰撞前小车匀速，点间距大；碰撞后两小车一起匀速，速度减小，点间距变小，BC段为碰撞前的匀速段，相邻计数点间有5个时间间隔，总时间 BC段位移。碰撞前B的速度为 6．（2026·广西南宁·二模）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 7．（2026·浙江·二模）用如图所示的实验装置测量滑块在气垫导轨上的加速度。气垫导轨上两个光电门之间的距离为L，槽码拖动滑块匀加速先后通过两个光电门，数字计时器记录遮光条通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为。 (1)为了测得滑块的加速度大小，还需要测量的物理量是_________ (2)下列实验用图示所用实验装置不能完成的是_________ A．探究小车速度随时间变化的规律 B．探究加速度与力、质量的关系 C．验证机械能守恒定律 D．验证动量守恒定律 (3)若实验时仅改变光电门2的位置，让滑块每次都从同一位置静止释放，记录多组遮光条通过光电门2的时间及对应的两个光电门之间的距离L，做出图像，下列图像可能正确的是_________ A． B． C． D． 【答案】(1)遮光条的宽度 (2)D (3)B 【详解】（1）实验中已知气垫导轨上两个光电门之间的距离为L，用遮光条通过两光电门时的平均速度计算瞬时速度，利用匀变速运动中速度位移公式 可求得加速度，故需要测量遮光条的宽度。 （2）用图示所用实验装置可以完成“探究小车速度随时间变化的规律”、“探究加速度与力、质量的关系”、“ 验证机械能守恒定律”；“验证动量守恒定律”实验中需两滑块进行碰撞，图中实验装置无法完成。 故选D。 （3）若实验时仅改变光电门2的位置，让滑块每次都从同一位置静止释放，滑块经过光电门1时的速度不变，有 整理得 故可知图像为一条在轴上截距大于零的直线。 故选B。 8．（2026·天津·模拟预测）某同学用如图甲所示的装置“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； (1)用螺旋测微器测量遮光条宽度，测量结果如图乙所示，则__________． (2)测得P、Q的质量分别为和，左、右遮光条的宽度分别为和实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，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)若左、右遮光条的宽度相同，第（2）问中动量守恒应满足的关系式可简化为__________（用题中字母表示）． 【答案】(1)2.859/2.860/2.861 (2) (3) 【详解】（1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d=2.5mm+0.01mm×36.0=2.860mm。 （2）滑块经过两光电门时的速度分别为 若动量守恒则满足 即 （3）若左、右遮光条的宽度相同，第（2）问中动量守恒应满足的关系式可简化为 即。 考点二 创新拓展实验 考●向●破●译 9．（2025·湖南湘潭·模拟预测）为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图甲所示的实验装置：将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有宽度均为d的挡光片，测得滑块A、B（包含挡光片）的质量分别为和。 (1)用螺旋测微器测量滑块上挡光片的宽度d，示数如图乙所示，则________mm。 (2)打开气泵，调节气垫导轨，将一个滑块放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，滑块通过光电门1、2的时间分别为、，当________（选填“<”、“=”或“>”）时，可认为气垫导轨水平。 (3)滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，A与静止的滑块B发生碰撞。与光电门1相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为和，与光电门2相连的计时器显示的遮光时间为。若、、、、满足关系式：________，则可验证滑块A、B组成的系统碰撞前后动量守恒；若、、满足关系式：________，则可验证滑块A、B碰撞是弹性碰撞。 【答案】(1)4.914/4.915/4.916 (2)= (3) 【详解】（1）用螺旋测微器测量滑块上挡光片的宽度d=4.5mm+0.01mm×41.5=4.915mm （2）当气垫导轨水平时，滑块经过两光电门的速度相等，则遮光时间相等，即=。 （3）[1]向右为正，则由题意可知碰前A的速度 碰后A的速度 碰后B的速度 若动量守恒，则 即 即 [2]若为弹性碰撞，则满足 即 联立解得 10．（26-27高二上·河北邯郸·阶段检测）如图所示，某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。 实验步骤： ①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气； ③接通数字计时器； ④把滑块2静止放在气垫导轨的中间； ⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧（未画出）的滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动； ⑦读出滑块通过光电门的挡光时间，滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1＝10.01ms，通过光电门2的挡光时间Δt2＝49.99ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3＝8.35ms；（注：1秒=1000毫秒） ⑧测出挡光板的宽度d＝5mm，测得滑块1的质量为m1＝300g，滑块2（包括弹簧）的质量为m2＝200g。 (1)实验中气垫导轨的作用是________________________________________； (2)碰撞前滑块1的速度v1为___________m/s，碰撞后滑块2的速度v3为___________m/s；（结果均保留两位有效数字） (3)碰撞前系统的总动量为m1v1＝___________；碰撞后系统的总动量为m1v2＋m2v3＝___________；由此可得实验结论在实验误差允许的范围内，两滑块相互作用的过程，系统的动量守恒。 【答案】(1)减小滑块与导轨间摩擦引起的误差，并使两滑块沿同一直线碰撞 (2) 0.50 0.60 (3) 【详解】（1）气垫导轨使滑块与导轨间的摩擦很小，从而减小外力对系统动量的影响；导轨还约束两滑块沿同一直线运动，使碰撞可按一维过程研究。 （2）[1]挡光板较窄，可用挡光板宽度与挡光时间之比近似滑块经过光电门时的瞬时速度。滑块1碰撞前经过光电门1，故 [2]滑块2碰撞后经过光电门2，故 （3）[1]取沿导轨向右为正方向。碰撞前滑块2静止，系统总动量为 [2]碰撞后滑块1经过光电门2，同理可得 两滑块碰后均向右运动，系统总动量为 碰撞前后系统总动量在实验误差允许范围内相等，因此实验结果支持动量守恒定律。 （26-27高三上·重庆沙坪坝·阶段检测）光电门计时器是中学实验室里常见的测量时间、计算瞬时速度的仪器，某兴趣小组利用光电门设计实验，测出了在不同运动中的瞬时速度。根据下列信息完成小题。 11．如题图甲所示，他们首先在铁架台上固定一个角度测量仪，细线一端固定在铁架台上悬点O，另一端拴接一小球，自然下垂时小球球心恰好静止于光电门中心，测得摆线长度为L（L不满足远大于小球直径D）。将小球拉离平衡位置，测出偏离角度，保持细线伸直使小球由静止释放，记录小球通过光电门的时间t。改变角度多次实验，可获得多组角度和时间t的数据。重力加速度大小为g，请回答以下问题： （1）图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径______mm； （2）若等式______（用题中物理量的字母表示）成立，说明图甲小球下摆过程机械能守恒； （3）实验结果发现小球动能增加量略小于重力势能减少量，产生这种差异的原因可能是______。 A、角度的测量值偏大    B、存在空气阻力    C、摆线长度测量值偏小 12．他们接着用光电门和气垫导轨验证动量守恒定律。如题图，将长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，两滑块上固定有相同的遮光条。操作步骤如下： （1）打开气泵，调节气垫导轨，将滑块A放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，滑块A通过光电门1、2的时间分别为、，且，则应调高气垫导轨的调节旋钮______（选填“P”或者“Q”）； （2）气垫导轨调节水平后，测量滑块A、B（含遮光条）的质量分别为、； （3）将滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于光电门1、2之间，给滑块A一个初速度去碰撞滑块B；与光电门1相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为和，与光电门2相连的计时器显示的遮光时间为。若满足关系式：______（用字母、、、、表示），则可验证滑块A、B组成的系统碰撞前后动量守恒；若、、满足关系式：______（用字母、、表示），则可验证滑块A、B碰撞是弹性碰撞； （4）其中一位小组成员在步骤（2）中测量滑块质量时未包含遮光条质量，其余操作正确。若上述实验是弹性碰撞，则兴趣小组验证过程中所测得的碰撞前总动量______选填“大于”“小于”或“等于”）碰撞后的总动量。 【答案】11． 10.4 AB 12． Q 小于 【详解】11．[1]主尺10mm，游标第4格对齐，故小球的直径 [2]小球下落到最低点过程，球心下落高度为，小球通过光电门的瞬时速度为，若机械能守恒，重力势能减少量等于动能增加量： 约去m，为 [3]A．角度测量偏大，算出的重力势能减少量偏大，动能增加量准确，故小球动能增加量会略小于重力势能减少量，故A正确； B．若存在空气阻力，一部分重力势能转化为内能，动能增量就会偏小，故B正确； C．摆线长度测量偏小，算出的重力势能减少量偏小，不会造成小球动能增加量略小于重力势能减少量，故C错误。 故选AB。 12．[1]滑块向右运动，，速度越来越大，导轨右端偏低，需要调高旋钮Q。 [2]设遮光条宽度为，碰撞前：只有A运动，A经过光电门1，遮光时间为，速度为；碰撞后：A反弹向左，再次经过光电门1，遮光时间为，速度为；B向右，经过光电门2，遮光时间为，速度为；若动量守恒，则有 约去d，为 [3]若为弹性碰撞，则 联立解得 [4]若上述实验是弹性碰撞，测量准确，则动量守恒，有 若测量滑块质量时未包含遮光条质量，设遮光条质量为，则碰撞前总动量为，碰撞后的总动量为 根据题意，碰后反弹，知，又 故 故 即所测得的碰撞前总动量小于碰撞后的总动量。 13．（26-27高二上·安徽阜阳·阶段检测）某实验小组利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上装有光电门1和光电门2，将滑块A、B静置在气垫导轨上，两滑块上固定有相同的竖直遮光片。 (1)实验室内一个20分度游标卡尺的两测量爪并拢时，主尺上的0刻度线与游标上的0刻度线没有对齐，如图乙所示，用该游标卡尺测量遮光片宽度时的测量结果如图丙所示，则被测遮光片的宽度d应该是____cm。 (2)打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后，将滑块A从气垫导轨右侧由弹射装置向左弹出，测得滑块A通过光电门1的挡光时间小于其通过光电门2的挡光时间。为使实验结果准确，后续的正确操作是　　　　。 A．调高底座右侧旋钮 B．调高底座左侧旋钮 C．将光电门1向左侧移动 D．将光电门2向右侧移动 (3)调整好气垫导轨后，将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，给A一水平向左的速度，A经过光电门1后与B发生碰撞，之后两滑块粘在一起向左滑动。若经过光电门1时，A上遮光片的挡光时间为6.24 ms，经过光电门2时，A、B上遮光片的挡光时间均为10.40 ms，A、B发生碰撞的过程中系统动量守恒，则A、B的质量（均含遮光片）之比=____。 (4)重新将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，给A一水平向左的初速度，若A经过光电门1后与B发生弹性碰撞，且A被弹回，再次经过光电门1。滑块A先后经过光电门1的挡光时间为t1、t2，滑块B经过光电门2的挡光时间为t3。则下列关系式正确的是　　　　。 A．t1+t2=t3 B．t2-t1=t3 C． D． 【答案】(1)1.870 (2)A (3) (4)D 【详解】（1）由题图乙可知，该游标卡尺为20分度，精度为。由图乙可知，游标0刻度在主尺0刻度左侧，游标卡尺第16条刻度线和主尺对齐，零误差为 由题图丙可知，用该游标卡尺测量遮光片宽度时的示数为 校正后遮光片的宽度 （2）滑块A向左运动，通过右侧光电门1的挡光时间更短，说明A经过光电门1的速度更大、经过左侧光电门2的速度更小，即滑块向左运动时在减速，说明气垫导轨左侧偏高、右侧偏低。为了让导轨水平，需要调高底座右侧旋钮，使滑块匀速运动，移动光电门无法修正导轨不水平的问题。 故选A。 （3）碰撞前A的速度 碰撞后A、B共速 由动量守恒 代入，，整理得 （4）取向左为正方向，碰撞前A速度 碰撞后A被弹回向右运动，速度为负，大小为，即 碰撞后B向左运动速度 弹性碰撞满足动量守恒 根据碰撞过程系统的机械能守恒，有 联立解得 故选D。 14．（25-26高二下·湖南岳阳·期中）某实验小组采用如图甲所示的装置做验证动量守恒定律的实验。在桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电门1和2，带有遮光片的滑块A、B的质量分别为、，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：①打开气源，调节气垫导轨成水平状态；②由左侧弹射架固定的位置弹出滑块A，测得滑块A的遮光片通过光电门1的挡光时间为；③滑块A与静止的滑块B碰撞[通过弹性钢圈（见图乙）作用]后，滑块B向右运动，测得滑块B的遮光片通过光电门2的挡光时间为；滑块A反弹，测得滑块A的遮光片经过光电门1的挡光时间为。 (1)用螺旋测微器测量遮光片的宽度，如图丙所示，读数为______mm。 (2)、应满足的关系为______（选填“＞”“＝”或“＜”）。滑块A碰撞后速度大小为______。 (3)利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的等式为______， 【答案】(1)4.220/4.221/4.219 (2) < (3) 【详解】（1）固定刻度读数为，可动刻度读数为，故读数为 （2）[1]碰撞后滑块A反弹，说明入射滑块A的质量小于静止滑块B的质量，因此 [2]遮光片宽度为，碰撞后A遮光片通过光电门的挡光时间为，平均速度近似等于瞬时速度，因此A碰撞后速度大小为 （3）规定向右为正方向：碰撞前A的速度，B静止，总动量为 碰撞后A反弹，速度为，B的速度，总动量为 由动量守恒，约去得 【点睛】 15．（24-25高二上·内蒙古呼和浩特·期末）某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示。a、b两滑块用细线连接，a、b两滑块间放置有一压缩的轻弹簧，a、b两滑块上分别装有相同的挡光片，a、b两滑块的质量（包括挡光片）分别为、。 (1)实验前用游标卡尺测出挡光片的宽度，示数如图乙所示，则________； (2)接通气源，调节气垫导轨下面的螺钉，当滑块放在气垫导轨上任一处均能处于_______，则气垫导轨调节水平。将a、b两滑块按如图甲所示放置，剪断细线，a、b两滑块通过光电门1、2时的挡光时间分别为、，则当表达式__________（用已知和测量的物理量符号表示）成立，则可验证a、b两滑块作用过程中动量守恒。 【答案】(1)10.50 (2) 静止状态/静止 / 【详解】（1）游标卡尺为分度，精度为 主尺读数为 游标第格与主尺刻度对齐，游标读数为 总读数 （2）[1]气垫导轨调平标志为滑块放在导轨上任意位置均能保持静止状态。 [2]剪断细线后，弹簧将两滑块弹开，系统动量守恒。设a滑块通过光电门1的速度方向为正，其速度大小为；b 滑块通过光电门2的速度方向与a相反，大小为 初动量为零，末动量守恒表达式 化简消去挡光片宽度，可得 16．（25-26高二上·江苏南通·期末）为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定有宽度为的挡光片。 (1)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，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节使轨道右端________（选填“升高”或“降低”）一些。 (2)若要求碰撞过程动能损失较小，碰撞端应选择________ (3)选用第（2）问的器材，滑块A（含遮光条）的质量为，滑块B（含遮光条）的质量为，且。将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，推动A，使其获得水平向左的速度，经过光电门1的挡光时间为，与B发生碰撞，电门2记录了两组挡光时间为、，且，则碰撞后滑块A的挡光时间为________，滑块A、B碰撞过程若满足表达式________（用题中所测物理量表达），则说明碰撞过程中动量守恒。 (4)若实验过程中滑块A上的遮光片稍微向左倾斜，则对实验结果________（选填“有影响”或“无影响”），原因是________。 【答案】(1)降低 (2)乙 (3) (4) 有影响 A的遮光距离变大，使得A的测量速度偏小 【详解】（1）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，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间,说明右边偏高。为使导轨水平，可调节使轨道右端降低一些。 （2）因为要求碰撞过程动能损失较小，应选择弹性碰撞，乙图中两滑块的碰撞端是弹性碰撞装置，所以选乙。 （3）[1][2]因为，碰撞后滑块A不会反弹，滑块A的速度小于滑块B的速度，根据可知滑块A通过遮光片的时间大于滑块B通过遮光片的时间，即碰撞后滑块A的挡光时间为； 若碰撞过程动量守恒，取向左为正方向，有 整理 （4）[1][2]若实验过程中滑块A上的遮光片稍微向左倾斜，则对实验结果有影响，原因是A的遮光距离变大，使得A的测量速度偏小。 17．（25-26高二上·陕西渭南·期末）利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，两光电门均与计时器相连，其中两滑块质量不同，但滑块上的遮光片规格相同。 (1)要验证系统的动量守恒，除了如图所示的器材外，还必需的实验器材有___________（填字母）。 A．天平 B．螺旋测微器 C．刻度尺 D．秒表 (2)实验前需调节气垫导轨水平，将气垫导轨平放在桌面上，打开气源，将滑块1放到导轨左端，轻推滑块1，若滑块1通过光电门1的时间___________（选填“大于”“小于”或“等于”）通过光电门2的时间，则导轨水平。 (3)滑块1置于光电门1的左侧，滑块2静置于两光电门之间，给滑块1一个向右的初速度，滑块1与静止的滑块2发生碰撞且不粘连。为使滑块1能通过光电门2，则滑块1的质量___________（选填“小于”“等于”或“大于”）滑块2的质量。 (4)若要验证完全非弹性碰撞时动量守恒，应选用___________（填字母）组滑块进行实验。（A中在两滑块接触的一面安装了弹性圆环；B中左边滑块右侧装了撞针，右边滑块左侧附着一块橡皮泥；C未做任何处理） A．B．C． 【答案】(1)A (2)等于 (3)大于 (4)B 【详解】（1）动量守恒表达式为，需要用天平测质量，而速度可通过求得，光电门记录遮光时间为遮光片宽度可消去，故没有必要测量遮光片的宽度，必须要用的器材为天平。 故选A。 （2）由，因遮光片的宽度d一定，若滑块1通过光电门1、2的时间相等，则说明滑块在气垫导轨上匀速运动，即导轨已经调节水平 （3）要使滑块1碰后不被反弹，则滑块1的质量大于滑块2的质量 （4）A．因两滑块接触的一面安装了弹性圆环，故它们的碰撞为弹性碰撞，用验证弹性碰撞时动量是否守恒，故A错误； B．碰后两滑块合二为一，发生完全非弹性碰撞，用来验证完全非弹性碰撞时动量守恒，故B正确； C．碰撞既不是弹性碰撞，也不是完全非弹性碰撞，故C错误。 故选B。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $