1.4 实验：验证动量守恒定律常见五种题型 专项训练 -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：验证动量守恒定律常见五种题型

题型一　实验原理与操作要求

题型二　平抛落点法验证（斜槽—小球方案）

题型三　气垫导轨与光电门方案

题型四　纸带与小车方案

题型五　创新装置与数据处理综合

 

 

 

 

题型一　实验原理与操作要求

【解题技巧】（本实验的核心思想是碰撞前后系统总动量不变。操作要点记牢：斜槽末端切线必须水平，保证小球离槽后做平抛运动；入射球质量应大于被碰球，防止碰后反弹；两球半径相同，保证对心正碰；每次从同一位置由静止释放，保证碰前速度相同。判断正误题紧扣这些要点逐项排查即可。）

1．验证动量守恒定律的实验装置如图所示，测得入射金属球P的质量，直径，需要在斜槽水平段末端放置一个被碰小球Q，现有下列小球，应选用（　　）

A．金属球（m=19.0g，d=16mm） B．玻璃球（m=5.4g，d=16mm）

C．塑料球（m=3.0g，d=20mm） D．乒乓球（m=2.7g，d=40mm）

2．在“验证动量守恒定律”的实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端点的切线保持水平，这样做的 目的是为了使（ ）

A．入射小球得到较大的速度

B．入射小球与被碰小球对心碰撞后速度为水平方向

C．入射小球与被碰小球对碰时无动能损失

D．入射小球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出

3．在“验证动量守恒定律”实验中，入射球的质量应___________（填“大于”“小于”或“等于”）被碰球的质量。实验时，需要测量的物理量有___________（写出两个即可）。

4．某实验小组利用如图甲所示装置验证动量守恒定律。

(1)关于本实验，下列做法正确的是_________（填选项前的字母）。

A．实验前，调节装置，使斜槽末端水平

B．选用两个半径不同的小球进行实验

C．为减小实验误差，斜槽上表面必须光滑

(2)用“画圆法”确定小球1在没有与小球2发生碰撞时的平均落点N，则图乙中圆_________（填“a”或“b”）更合理。

(3)入射小球1和被碰小球2其质量分别为和，将刻度尺的零点与O点对齐，由图丙读得，又测得，。将数据代入动量守恒表达式，计算得到碰撞前系统总动量p与碰撞后系统总动量的相对误差__________（计算结果保留2位有效数字），由此可判断该系统碰撞过程动量守恒。

题型二　平抛落点法验证（斜槽—小球方案）

【解题技巧】（小球离槽后做平抛运动，抛出点高度相同则下落时间相同，水平位移与初速度成正比，因此可用水平射程代替碰前碰后速度，验证 m1·OP=m1·OM+m2·ON。确定平均落点时用圆规把落点圈成最小圆、取圆心。解题先分清 OP、OM、ON 各对应哪个球、碰撞前还是碰撞后，再代入关系式计算。）

1．若采用如图实验装置来验证动量守恒定律，两小球半径相同，质量分别为、，且。实验时，不放小球B，让小球A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将小球B放置在斜槽末端，让小球A再次从斜槽上E点自由滚下，与小球B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。多次重复上述步骤，M、N、P三点为平均落点位置。下列说法正确的是（　　）

A．需用秒表测定小球在空中飞行的时间

B．

C．如果，则表明此碰撞前后系统动量守恒

D．用半径尽可能大的圆把所有落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球的平均落点

2．某学习小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中先从某一高度处单独释放质量为的小球a，标记下小球a撞击在挡板上的位置M，再在水平轨道上放上质量为的小球b，从同一高度释放小球a，标记两球撞击挡板的位置P、N，关于本实验下列说法正确的是（　　）

A．两小球的质量需满足

B．实验中可以用 这个表达式验证动量守恒定律。

C．位置N为小球b撞击挡板的位置

D．小球a在轨道上受到的摩擦力越小，对实验结果的误差影响就越小

3．如图甲所示为“验证动量守恒定律”的实验装置示意图，已知a、b小球的质量分别为ma、mb。先单独将a球从斜槽上某点释放，小球a从轨道末端飞出后在水平地面上的平均落点为图甲中的P点；再将b球放于轨道末端，将a球从斜槽上相同的位置释放，多次实验，两球碰后在水平地面上的平均落点分别是图甲中M、N点。本实验必须满足的条件是（　　）

  

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．入射小球a的质量必须小于被碰小球b的质量

C．要测量小球离开斜槽末端到水平面的飞行时间

D．入射小球a每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放

4．用如图所示装置也可以验证碰撞中的动量守恒。把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上A位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。小球与轨道间的摩擦可以忽略。图中D、E、F到抛出点B的距离分别为LD、LE、LF。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为（　　）