第1章 4. 实验：验证动量守恒定律-2026-2027学年高中物理选择性必修第一册课堂重点&课时训练合集（人教版）

人教版·选择性必修第一册·第一章动量守恒定律 实验：验证动量守恒定律 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 实验目的 验证碰撞过程中系统动量守恒。 实验原理 测出碰撞前后两滑块（小球)的质量和速度，比较m11+22与 2 m1V1+m22是否相等。 3 动量守恒条件 系统不受外力或所受合外力为零；碰撞时间极短，内力远大于外力。 方案一：气垫导轨 d 滑块在导轨上运动，摩擦力可忽略；用光电门测速度V= At (d为遮光条宽 度)。 方案二：斜槽小球 小球从斜槽同一位置滚下，平抛落地；用天平测质量，用刻度尺测水平位移代 替速度。 速度替代法 两球平抛下落高度相同→飞行时间t相同→水平位移X=Vt与V成正比，可 6 用X替代V。 实验器材 气垫导轨、光电门、数字计时器、天平、滑块、遮光条、斜槽、小球、刻度 尺、白纸、复写纸。 关键测量量 ①质量m1、2;②遮光条宽度d;③挡光时间△t;④小球水平位移（或速 度) 实验注意事项 ★气垫导轨需调水平；★斜槽末端切线水平；★入射球质量大于被碰球质量( 9 m1>m2)；★同一位置由静止释放。 数据处理与结论 10 在误差允许范围内，碰撞前后系统总动量相等，即P1十P2=P1十P2,动 量守恒得到验证。 核心公式速记 气垫导轨：V=是验证mM=m+m6 斜槽小球：验证m1X1=m1X1+m22(x为水平位移)。 动量单位：kg·m/s,速度单位：m/s,质量单位：kg。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共30分）》 1.在“验证动量守恒定律”实验中，下列物理量中不需要测量的是 A两小球的质量B.小球的半径C.小球平抛的水平位移D.遮光条的宽度 2.用气垫导轨验证动量守恒定律时，滑块在导轨上运动，下列说法正确的是 A.气垫导轨不需要调水平B.气垫导轨可近似消除摩擦力C.滑块速度越大越好 D.光电门只需要一个 3.在斜槽小球实验中，入射小球的质量m1与被碰小球的质量m2应满足 Am1<m2B.m1=m2C.m1>m2D.任意关系均可 4.在斜槽小球实验中，用水平位移替代速度的依据是 A.两球质量相等B.两球下落高度相同，飞行时间相同 C.两球初速度相同D.两球碰撞时间极短 5.实验中，入射小球每次应从斜槽上 由静止释放。 A不同位置B.同一位置C.最高点 D.任意位置 6.用气垫导轨实验时，滑块速度的计算公式为 A.v=d.At B.v= △t c.v=△t d D.V=d+△t 7.在验证动量守恒定律的实验中，需要比较的是 A.碰撞前后的动能B.碰撞前后的动量 C.碰撞前后的加速度 D.碰撞前后的位移 8.斜槽小球实验中，斜槽末端必须 A.倾斜向上B.切线水平C.切线竖直 D.任意方向 9.气垫导轨实验中，若导轨未调水平，则」 A.对实验结果无影响B.重力分力做功，系统动量不守恒 C.滑块速度测量更准确 D.遮光条宽度会改变 10.实验中，碰撞前系统总动量为p,碰撞后系统总动量为p,在误差允许范围内应满足 A.p>B.p<p C.p=p D.p+=0 二、多选题（侮题4分，共16分，选对但不全得2分，选错得0分） 11.在“验证动量守恒定律”实验中，下列操作正确的是 A.用天平测量小球质量B.斜槽未端调成水平 C.入射球从不同高度释放 D.气垫导轨使用前调水平 12.关于斜槽小球实验，下列说法正确的是 A.需要测量小球平抛的水平位移 B.需要测量小球平抛的下落高度 C.两球下落高度相同，可用水平位移替代速度 D.需要测量小球在空中飞行的时间 13.用气垫导轨验证动量守恒定律时，需要用到的器材有 A光电门B.数字计时器C.天平D.打点计时器 14.实验中产生误差的原因可能有 A.气垫导轨未完全水平 B.遮光条宽度测量不准确C.斜槽末端不水平 D.小球与斜槽之间有摩擦 三、填空题（每空2分，共20分） 15.在“验证动量守恒定律”实验中，气垫导轨上滑块的速度公式为V= ,其中d表示 ,△t表 示 16.斜槽小球实验中，两小球从同一高度做平抛运动，下落时间t相同，则水平位移X与初速度V的关系为X= ,因此可用 替代 进行动量计算。 17.动量守恒定律的表达式为m11+22= 18.实验中，入射小球的质量应 被碰小球的质量（填“大于”“小于”或“等于”），目的是防止入射球 19.气垫导轨实验中，遮光条宽度为d=1.00cm,滑块通过光电门的挡光时间为△t=0.02s,则滑块速度为 m/so 四、判断题（每题2分，共10分，正确打“”，错误打“x”) 20.实验中，气垫导轨不需要调水平，可以直接使用。 21.斜槽小球实验中，入射球每次必须从同一位置由静止释放。 22.用水平位移替代速度的条件是两球下落高度相同。 23.实验中，碰撞前后系统总动量在误差允许范围内相等，即可验证动量守恒。 24.气垫导轨实验中，滑块质量不需要测量。 五、简答题（每题5分，共10分） 25.简述在斜槽小球实验中，为什么可以用水平位移替代速度来验证动量守恒定律。 26.在气垫导轨实验中，如果导轨没有调水平，对实验结果会有什么影响？请简要说明原因。 六、实验填空题（每空2分，共14分） 27.某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验步骤如下： ①用 测出两滑块的质量m1、2; ②用」 测出遮光条的宽度d; ③将气垫导轨调至 ④使滑块1以一定速度与静止的滑块2碰撞，记录碰撞前后两滑块通过光电门的 ⑤计算碰撞前后系统的总动量，比较是否相等。 28.在斜槽小球实验中，需要测量的物理量有：两小球的质量1、2，以及碰撞前后小球的 。实验中用 测量质量，用 测量水平位移。 七、计算题（共10分） 29.在气垫导轨实验中，滑块A的质量m1=0.20kg,以速度1=0.50m/s与静止的滑块B（ m2=0.30kg)碰撞。碰撞后滑块A的速度为=0.10/s,方向与原来相同。求： (1)碰撞前系统的总动量； (2)碰撞后滑块B的速度2； (3)判断碰撞前后系统动量是否守恒。 模块3 参考答案 一、单选题 1.B解析：验证动量守恒需要测质量、水平位移或遮光条宽度与挡光时间，小球半径不需要测量。 2.B解析：气垫导轨可近似消除摩擦力，但使用前必须调水平，速度不宜过大，光电门一般需要两个。 3.C解析：为防止入射球反弹，入射球质量应大于被碰球质量，即m1>m2。 4,B解析：两球下落高度相同，飞行时间相同，水平位移与初速度成正比，可用水平位移替代速度。 5.B解析：入射球每次必须从同一位置由静止释放，保证碰前速度相同。 6C解析：滑块速度V=品其中口为遮光条宽度，△为挡光时间。 7.B解析：验证动量守恒定律需要比较碰撞前后的总动量。 8.B解析：斜槽末端切线必须水平，保证小球做平抛运动。 9.B解析：导轨未调水平时，重力沿导轨方向的分力做功，系统所受合外力不为零，动量不守恒。 10.C解析：在误差允许范围内，碰撞前后系统总动量相等，即p=p。 二、多选题 11.ABD解析：用天平测质量、斜槽末端调水平、气垫导轨使用前调水平均正确；入射球应从同一高度释放，C错误。 12.AC解析：需要测水平位移，不需要测下落高度和飞行时间；两球下落高度相同，可用水平位移替代速度。 13.ABC解析：气垫导轨实验需要光电门、数字计时器、天平，不需要打点计时器。 14.ABCD解析：导轨未完全水平、遮光条宽度测量不准、斜槽末端不水平、小球与斜槽间有摩擦均会产生误差。 三、填空题 15品：速光条宽庭；挡光时间 16.Vt;水平位移；速度 17.m1V1+m22 18.大于；反弹（或被弹回） 19.0.50 四、判断题 20.×解析：气垫导轨使用前必须调水平。 21.√解析：入射球每次必须从同一位置由静止释放。 22.√解析：两球下落高度相同，飞行时间相同，可用水平位移替代速度。 23.√解析：碰撞前后系统总动量在误差允许范围内相等，即可验证动量守恒。 24.×解析：验证动量守恒必须测量滑块质量。 五、简答题 25,答：两小球从斜精末端飞出后做平抛运动，下落高度相同，由h=)9心可知飞行时间t相同。由X=Vt可知，水 平位移×与初速度V成正比，即V=文。因此可以用水平位移×替代速度V进行动量计算，验证 m1X1=m1X1+m2X2是否成立。 26,答：如果气垫导轨没有调水平，滑块在运动过程中重力沿导轨方向的分力会做功，使滑块速度发生变化，系统受到外 力作用，动量不守恒。因此导轨未调水平会导致碰撞前后系统总动量不相等，无法验证动量守恒定律。 六、实验填空题 27.①天平；②刻度尺（或游标卡尺）；③水平；④挡光时间 28.水平位移；天平；刻度尺 七、计算题 29. (1)碰撞前系统总动量：p1=m11=0.20kg×0.50m/s=0.10kg·m/s,方向与方向相同。 (2)碰撞后系统总动量应等于碰撞前总动量：m1h=m11+m2,代入数据 0.20×0.50=0.20×0.10+0.30×2,得0.10=0.02+0.302,0.302=0.08， h03月 0.08≈0.27m/5,方向与M方向相同。 (3)碰撞前总动量p=0.10kg·m/S;碰撞后总动量 p=m11+m22=0.20×0.10+0.30×0.27=0.02+0.081=0.101kg·m/s。在误差允许范围内， P≈p,系统动量守恒。