1.4.实验：验证动量守恒定律 课时练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

1.4.实验:验证动量守恒定律

基础巩固

1.利用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验时,不需要测量的物理量是(　　)

A.滑块的质量 B.遮光时间

C.遮光条的宽度 D.滑块移动的距离

2.(多选)在利用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验中,哪些因素可导致实验误差(　　)

A.导轨安放不水平

B.滑块上挡光板倾斜

C.两滑块质量不相等

D.两滑块碰后连在一起

3.验证动量守恒定律的实验中,入射小球的质量为m1=15 g,原来静止的被碰小球的质量为m2=10 g,由实验测得它们在碰撞前后的x-t图像如图所示,由图可知,入射小球碰撞前的m1v1是　　　　,入射小球碰撞后的m1v1'是　　　　,被碰小球碰撞后的m2v2'是　　　　。由此得出结论　                                     　。 

4.用如图甲所示的装置验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前、后的动量关系。

(1)实验中,斜槽　　　　(选填“必须”或“不必”)是光滑的。 

(2)以下所提供的测量工具中必需的是　　　　。 

A.秒表 B.天平

C.刻度尺 D.游标卡尺

(3)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A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。然后把半径与A相等的质

量为m2的被碰小球B置于斜槽末端,再将小球A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A单独滑落时的平均落点)。图乙为实验的落点记录,简要说明如何确定平均落点　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)用天平测量A、B两个小球的质量m1、m2;分别找到A、B相碰前后的平均落点的位置,再测量出水平位移xOM、xOP、xON,若两球相碰过程的动量守恒,则其表达式可表示为　　　　　　　　　(用测量的量表示)。 

5.在用气垫导轨做验证动量守恒定律实验时,左侧滑块的质量为m1=170 g,右侧滑块的质量为m2=110 g,遮光条的宽度为s=3.00 cm,两滑块之间有一压缩的弹簧片,并用细线连在一起,如图所示。

开始时两滑块静止,烧断细线后,两滑块分别向左、右方向运动。遮光条通过光电门的时间分别为Δt1=0.32 s,Δt2=0.21 s,则两滑块的速度分别为v1'=　　　 m/s,v2'=　　　 m/s。烧断细线前m1v1+m2v2=　　　　 kg·m/s,烧断细线后m1v1'+m2v2'=　　　 kg·m/s。可得到的结论是　                          　。 

6.某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,气垫导轨装置如图甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,如图乙所示,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

甲

乙

丙

丁

(1)下面是实验的主要步骤:

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把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹射装置;

⑤把滑块2(所用滑块1、2如图丙所示)放在气垫导轨的中间;

⑥先　　　　　　　　,然后　　　　,让滑块带动纸带一起运动; 

⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带如图丁所示;

⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g。

(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,通过计算可知,两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为　　　　　　 kg·m/s;两滑块相互作用后质量与速度的乘积之和为　　　　 kg·m/s。(结果保留三位有效数字) 

(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是                                   　。 

能力提升

1.一同学设计了下面验证动量守恒定律的方案:

在一块短木板上钉两条剖成两半的铅笔(除去笔芯)作为滑槽。把一条轻竹片弯成“∩”形,中间用细线拴住成为竹弓,将它置于短板上的滑槽里,紧挨竹弓两端各放置一个小球,如图所示。

实验时,把这套装置放在桌子的一角上。在木板两头的地上各铺放一张白纸并盖上复写纸。用火柴烧断细线,竹弓立即将两小球弹出,小球落在复写纸上,在白纸上打出两个印痕。

(1)需要测量的量是　　　　。 

A.两小球的质量m1、m2及抛出的射程x1、x2

B.球抛出的高度h