03 A實驗：驗證動量守恒定律 基礎版2025新課改-高中物理-選修第1冊（21講）

03A實驗：驗證動量守恒定律基礎版2025新課改-高中物理-選修第1冊（21講）實驗：驗證動量守恒定律知識點：實驗：驗證動量守恒定律一、實驗原理在一維碰撞的情況下，設兩個物體的質量分別為m1、m2，碰撞前的速度分別為v1、v2，碰撞后的速度分別為v1′、v2′，若系統所受合外力為零，則系統的動量守恒，則m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.二、實驗方案設計方案1：研究氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒(1)質量的測量：用天平測量．(2)速度的測量：v＝eq\f(Δx,Δt)，式中的Δx為滑塊上擋光板的寬度，Δt為數字計時顯示器顯示的滑塊上的擋光板經過光電門的時間．(3)碰撞情景的實現：如下圖所示，利用彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設計各種類型的碰撞，利用在滑塊上加重物的方法改變碰撞物體的質量．(4)器材：氣墊導軌、數字計時器、滑塊(帶擋光板)兩個、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥、天平．方案2：研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒如圖甲所示，讓一個質量較大的小球從斜槽上滾下來，與放在斜槽水平末端的另一質量較小的同樣大小的小球發(fā)生碰撞，之后兩小球都做平拋運動．(1)質量的測量：用天平測量．(2)速度的測量：由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時間相等．如果以小球的飛行時間為單位時間，那么小球飛出的水平距離在數值上就等于它的水平速度．只要測出不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離s1，以及碰撞后入射小球與被碰小球在空中飛出的水平距離s1′和s2′，就可以表示出碰撞前后小球的速度．(3)碰撞情景的實現：①不放被碰小球，讓入射小球m1從斜槽上某一位置由靜止?jié)L下，記錄平拋的水平位移s1.②在斜槽水平末端放上被碰小球m2，讓m1從斜槽同一位置由靜止?jié)L下，記下兩小球離開斜槽做平拋運動的水平位移s1′、s2′.③驗證m1s1與m1s1′＋m2s2′在誤差允許范圍內是否相等．(4)器材：斜槽、兩個大小相等而質量不等的小球、重垂線、白紙、復寫紙、刻度尺、天平、圓規(guī)．三、實驗步驟不論哪種方案，實驗過程均可按實驗方案合理安排，參考步驟如下：(1)用天平測出相關質量．(2)安裝實驗裝置．(3)使物體發(fā)生一維碰撞，測量或讀出相關物理量，計算相關速度，填入預先設計好的表格．(4)改變碰撞條件，重復實驗．(5)通過對數據的分析處理，驗證碰撞過程動量是否守恒．(6)整理器材，結束實驗.技巧點撥一、驗證氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒1．本實驗碰撞前、后速度大小的測量采用極限法，v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(d,Δt)，其中d為擋光板的寬度．2．注意速度的矢量性：規(guī)定一個正方向，碰撞前后滑塊速度的方向跟正方向相同即為正值，跟正方向相反即為負值，比較m1v1＋m2v2與m1v1′＋m2v2′是否相等，應該把速度的正負號代入計算．3．造成實驗誤差的主要原因是存在摩擦力．利用氣墊導軌進行實驗，調節(jié)時確保導軌水平．二、驗證斜槽末端小球碰撞時的動量守恒本實驗方案需要注意的事項(1)入射小球的質量m1大于被碰小球的質量m2(m1>m2)．(2)入射小球半徑等于被碰小球半徑．(3)入射小球每次必須從斜槽上同一高度處由靜止?jié)L下．(4)斜槽末端的切線方向水平．(5)為了減小誤差，需要找到不放被碰小球及放被碰小球時小球落點的平均位置．為此，需要讓入射小球從同一高度多次滾下，進行多次實驗．總結提升本題利用平拋運動規(guī)律，巧妙地提供了一種測量兩球碰撞前后速度的方法，由于平拋運動高度相同，下落時間相等，速度的測量可轉換為水平距離的測量.例題精練1．（2021?金華模擬）如圖甲在做“驗證碰撞中動量守恒定律”的實驗時，小明在地上鋪一張白紙，再在白紙上覆蓋一張復寫紙。先讓入射球m1多次從斜軌上的S位置靜止釋放，入射球m1落地后通過復寫紙在白紙的P位置附近留下標識為1～5號的印跡（如圖乙）；然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上的S位置由靜止釋放，與被碰球m2相碰，并多次重復，分別在白紙的M、N位置附近留下多個印記，其中入射球m1落地后反彈又在白紙的P位置附近留下標識為6～10號的印跡，如圖乙所示。如果利用畫圓法確定入射球碰撞前的落點，下列畫出的四個圓最為合理的是（）A．A B．B C．C D．D隨堂練習1．（2020春?平谷區(qū)期末）用兩小球a、b的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖，斜槽與水平槽圓滑連接。實驗時先不放b球，使a球從斜槽上某一固定點M由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡；再把b球靜置于水平槽前端邊緣處，讓a球仍從M處由靜止?jié)L下，a球和b球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡，記錄紙上的O點是重錘所指的位置。關于本實驗下列說法不正確的是（）A．兩小球a、b的半徑必須相同 B．實驗中需要用天平測出入射球a的質量m1和被碰球b的質量m2 C．實驗中需要測出斜槽軌道末端到水平地面的高度H D．實驗中需要測出記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC綜合練習一．實驗題（共10小題）1．（2021春?迎江區(qū)校級期中）用圖甲的“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。O點是小球拋出時球心在地面上的垂直投影點。實驗時，先讓入射小球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到多次落地點的平均位置P，測量平拋水平射程OP；然后把被碰小球m2靜置于水平軌道的末端，再將入射小球m1從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球m2相撞；多次重復實驗，找到兩個小球落地的平均位置M、N。（1）下列器材選取或實驗操作符合實驗要求的是。A．可選用半徑不同的兩小球B．選用兩球的質量應滿足m1＞m2C．需用秒表測量小球在空中飛行的時間D．斜槽軌道必須光滑（2）圖乙是小球m2的多次落點痕跡，由此可確定其落點的平均位置對應的讀數為cm（3）在某次實驗中，測量出兩小球的質量分別為m1、m2，三個落點的平均位置與O點的距離分別為OM、OP、ON。在實驗誤差允許范圍內，若滿足關系式，即驗證了碰撞前后兩小球組成的系統動量守恒（用所給符號表示）。2．（2021?海淀區(qū)一模）如圖1所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。（1）某同學在實驗中記錄了小球三個落點的平均位置M、P、N，發(fā)現M和N偏離了OP方向，使點O、M、P、N不在同一條直線上，如圖2所示。若要驗證兩小球碰撞前后在OP方向上是否動量守恒，則圖3中操作正確的是。（2）“驗證動量守恒定律”的實驗裝置（圖4甲）與“研究平拋運動規(guī)律”的實驗裝置（圖4乙）有許多相似之處。比較這兩個實驗裝置，下列說法正確的是。A．為了記錄小球落點位置，進行圖4甲實驗時，白紙應平鋪在復寫紙的上方B．為了記錄小球落點位置，進行圖4乙實驗時，白紙應平鋪在復寫紙的上方C．為了減小誤差，進行圖4甲實驗時，應使斜槽末端水平部分盡量光滑D．為了減小誤差，進行圖4乙實驗時，應使斜槽末端水平部分盡量光滑3．（2021?紹興二模）在用氣墊導軌裝置做“探究碰撞中的不變量”實驗時，若要探究兩滑塊做反沖運動時的物理規(guī)律，應選用（填“甲”、“乙”或“丙”）結構的滑塊。4．（2020秋?濟南期末）“槍口比動能e0”是反映槍支威力的一個參數，已知e0＝，式中Ek是子彈離開槍口時的動能，S是子彈的橫截面積（若子彈是球形，則S是過球心的截面圓面積）。某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置測量某型號玩具仿真槍的槍口比動能e0，裝置中間立柱上懸掛小擺塊，正對槍口處有一水平方向的錐形孔（使彈丸容易射入并與擺塊結合為一體）。擺塊擺動的最大角度θ可由刻度盤讀出（重力加速度大小為g）。實驗步驟如下：（1）用螺旋測微器測量子彈的直徑，測量結果如圖乙所示，子彈的直徑d＝mm；（2）用天平測量子彈的質量為m，擺塊的質量為19m；（3）將實驗儀器固定在水平桌面上，調節(jié)支架上端的調節(jié)螺絲，使擺塊右側與0刻度對齊；（4）將玩具仿真槍的槍口正對擺塊，扣動扳機打出子彈，記錄下擺塊的最大擺角；（5）多次重復實驗，計算出擺塊最大擺角的平均值θ。為完成實驗，還需要測量的物理量是；該玩具仿真槍的比動能為e0＝（用題中所給物理量的字母表示）。5．（2020秋?石景山區(qū)期末）用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。（1）在實驗中，入射小球、被碰小球的質量分別為m1和m2，入射小球、被碰小球的半徑分別為r1和r2。對于m1和m2、r1和r2的大小，下列關系正確的是。A．m1＝m2，r1＝r2B．m1＞m2，r1＝r2C．m1＜m2，r1＜r2D．m1＝m2，r1＞r2（2）下列關于實驗的說法正確的是。A．軌道需要光滑無摩擦且末端需要保持水平B．通過測量小球做平拋運動的水平位移間接實現測定小球碰撞前后的速度C．用半徑盡量小的圓把小球的多次落點圈起來，圓心可視為其落點的平均位置D．若實驗結果m1＝m2+m1，則兩球在碰撞前后動量守恒6．（2020秋?沈陽期末）如圖甲所示為驗證動量守恒的實驗裝置，氣墊導軌置于水平桌面上，G1和G2為兩個光電門，A、B均為彈性滑塊，質量分別為mA、mB，且選擇mA大于mB，兩遮光片沿運動方向的寬度均為d，實驗過程如圖：①調節(jié)氣墊導軌成水平狀態(tài)；②輕推滑塊A，測得A通過光電門G1的遮光時間為t1；③A與B相碰后，B和A先后經過光電門G2的遮光時間分別為t2和t3。回答下列問題：（1）用螺旋測微器測得遮光片寬度如圖乙所示，讀數為mm。（2）實驗中選擇mA大于mB的目的是：。（3）碰前A的速度為。（4）利用所測物理量的符號表示動量守恒成立的式子為：。7．（2021?山東模擬）如圖甲所示，在光滑的水平軌道上有兩輛小車，B車靜止且后面有一塊橡皮泥，A前面有一個探針，后面拖著紙帶用來記錄小車的運動，A與B碰后探針嵌入橡皮泥使兩車合為一體。已知電源的頻率為50Hz，選出來一條比較清晰的紙帶。（1）碰撞前A車的速度為v1＝m/s，碰后兩車共同的速度為v2＝m/s。（2）若應用此實驗驗證動量在碰撞過程中是否守恒，還需要知道，只要滿足，即可驗證碰撞中動量守恒。8．（2021?六模擬）如圖所示，彎曲軌道與水平軌道相切于B點，用半徑相同、質量已知（分別為m1、m2）的甲、乙兩個鋼球的碰撞驗證動量守恒定律，兩球與水平軌道之間的動摩擦因數相同。不放乙，先讓甲從圓弧軌道的A點靜止下滑，最后停在水平軌道的C點（圖中未畫出），用刻度尺測出BC之間距離為x1；將乙靜止放在B點，仍然讓甲從圓弧軌道的A點靜止下滑，甲、乙碰撞之后，最后分別停在D點、E點（D、E兩點不重合，圖中未畫出），用刻度尺測出BD之間距離為x2，BE之間距離為x3，回答下列問題：（1）為了保證驗證動量守恒定律的可行性，下列實驗要求正確的是（多選）。A．彎曲軌道不一定光滑B．不需要測出小球經過B點時的速度C．甲的質量可以小于乙的質量D．兩球與水平軌道間動摩擦因數需要已知（2）寫出能驗證兩球在B點碰撞時動量守恒的表達式。（3）若兩球在B點發(fā)生了彈性碰撞，能表示彈性碰撞的表達式。9．（2020秋?杭州期末）某同學用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律，圖中CQ是斜槽，QR為水平槽，二者平滑相接，實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面上的記錄紙上，留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復這種操作10次。圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點，P為未放被碰球B時A球的平均落點，M為與B球碰后A球的平均落點，N為被碰球B的平均落點。若B球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP．米尺的零點與O點對齊。（1）入射球A的質量mA和被碰球B的質量mB的關系是mAmB（選填“＞”“＜”或“＝”）。（2）碰撞后B球的水平射程約為cm。（3）下列選項中，屬于本次實驗不必測量的一個物理量是（填選項前的字母）。A．水平槽上未放B球時，測量A球平均落點位置到O點的距離B．A球與B球碰撞后，測量A球平均落點位置到O點的距離C．測量A球和B球的質量D．測量G點相對于水平槽面的高度（4）若碰撞前后動量守恒，則需驗證的關系式為。10．（2020秋?萬州區(qū)校級期中）如圖，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。實驗中用天平測量兩個小球的質量m1、m2（m1＞m2），圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復，分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N，不計空氣阻力的影響。（1）實驗中選取的兩個小球的半徑應（填“相等”或“不相等”）。（2）若兩球相碰前后動量守恒，其表達式可表示為（用所測物理量的字母表示）。其中小球與斜面存在摩擦阻力，是否影響實驗結果的驗證？（填“影響”或“不影響”）。（3）經測定，m1＝35g，m2＝25g，OP＝60cm，若兩球相碰過程沒有機械能損失，則碰后小球m2平拋運動的水平射程為cm。實驗：驗證動量守恒定律知識點：實驗：驗證動量守恒定律一、實驗原理在一維碰撞的情況下，設兩個物體的質量分別為m1、m2，碰撞前的速度分別為v1、v2，碰撞后的速度分別為v1′、v2′，若系統所受合外力為零，則系統的動量守恒，則m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.二、實驗方案設計方案1：研究氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒(1)質量的測量：用天平測量．(2)速度的測量：v＝eq\f(Δx,Δt)，式中的Δx為滑塊上擋光板的寬度，Δt為數字計時顯示器顯示的滑塊上的擋光板經過光電門的時間．(3)碰撞情景的實現：如下圖所示，利用彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設計各種類型的碰撞，利用在滑塊上加重物的方法改變碰撞物體的質量．(4)器材：氣墊導軌、數字計時器、滑塊(帶擋光板)兩個、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥、天平．方案2：研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒如圖甲所示，讓一個質量較大的小球從斜槽上滾下來，與放在斜槽水平末端的另一質量較小的同樣大小的小球發(fā)生碰撞，之后兩小球都做平拋運動．(1)質量的測量：用天平測量．(2)速度的測量：由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時間相等．如果以小球的飛行時間為單位時間，那么小球飛出的水平距離在數值上就等于它的水平速度．只要測出不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離s1，以及碰撞后入射小球與被碰小球在空中飛出的水平距離s1′和s2′，就可以表示出碰撞前后小球的速度．(3)碰撞情景的實現：①不放被碰小球，讓入射小球m1從斜槽上某一位置由靜止?jié)L下，記錄平拋的水平位移s1.②在斜槽水平末端放上被碰小球m2，讓m1從斜槽同一位置由靜止?jié)L下，記下兩小球離開斜槽做平拋運動的水平位移s1′、s2′.③驗證m1s1與m1s1′＋m2s2′在誤差允許范圍內是否相等．(4)器材：斜槽、兩個大小相等而質量不等的小球、重垂線、白紙、復寫紙、刻度尺、天平、圓規(guī)．三、實驗步驟不論哪種方案，實驗過程均可按實驗方案合理安排，參考步驟如下：(1)用天平測出相關質量．(2)安裝實驗裝置．(3)使物體發(fā)生一維碰撞，測量或讀出相關物理量，計算相關速度，填入預先設計好的表格．(4)改變碰撞條件，重復實驗．(5)通過對數據的分析處理，驗證碰撞過程動量是否守恒．(6)整理器材，結束實驗.技巧點撥一、驗證氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒1．本實驗碰撞前、后速度大小的測量采用極限法，v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(d,Δt)，其中d為擋光板的寬度．2．注意速度的矢量性：規(guī)定一個正方向，碰撞前后滑塊速度的方向跟正方向相同即為正值，跟正方向相反即為負值，比較m1v1＋m2v2與m1v1′＋m2v2′是否相等，應該把速度的正負號代入計算．3．造成實驗誤差的主要原因是存在摩擦力．利用氣墊導軌進行實驗，調節(jié)時確保導軌水平．二、驗證斜槽末端小球碰撞時的動量守恒本實驗方案需要注意的事項(1)入射小球的質量m1大于被碰小球的質量m2(m1>m2)．(2)入射小球半徑等于被碰小球半徑．(3)入射小球每次必須從斜槽上同一高度處由靜止?jié)L下．(4)斜槽末端的切線方向水平．(5)為了減小誤差，需要找到不放被碰小球及放被碰小球時小球落點的平均位置．為此，需要讓入射小球從同一高度多次滾下，進行多次實驗．總結提升本題利用平拋運動規(guī)律，巧妙地提供了一種測量兩球碰撞前后速度的方法，由于平拋運動高度相同，下落時間相等，速度的測量可轉換為水平距離的測量.例題精練1．（2020秋?昌江區(qū)校級期末）A、B兩小物塊在一水平長直氣墊導軌上相碰，用頻閃照相機每隔t時間連續(xù)拍照四次，拍得如圖所示的照片，已知四次拍照時兩小物塊均在圖示坐標范圍內，不計兩小物塊的大小及碰撞過程所用的時間，則由此照片可判斷（）A．第一次拍照時物塊A在55cm處，并且mA：mB＝1：3 B．第一次拍照時物塊A在10cm處，并且mA：mB＝1：3 C．第一次拍照時物塊A在55cm處，并且mA：mB＝1：5 D．第一次拍照時物塊A在10cm處，并且mA：mB＝1：6隨堂練習1．（2020?房山區(qū)二模）采用下圖所示的實驗裝置進行驗證動量守恒定律（圖中小球半徑相同、質量均已知，且mA＞mB），下列說法正確的是（）A．實驗中要求軌道末端必須保持水平 B．實驗中要求軌道必須光滑 C．驗證動量守恒定律，需測量OB、OM、OP和ON的距離 D．測量時發(fā)現N點偏離OMP這條直線，直接測量ON距離不影響實驗結果綜合練習一．實驗題（共20小題）1．（2021春?朝陽區(qū)期末）某同學用如圖所示的裝置，研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。圖中O點是小球拋出點在水平地面上的豎直投影。實驗時，先讓入射小球多次從斜軌上的S位置由靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量出平拋的射程。然后把被碰小球靜置于水平軌道的末端，再將入射小球從斜軌上的S位置由靜止釋放，與被碰小球相碰，并且多次重復。得到兩小球落點的平均位置分別為M、N。（1）關于本實驗，下列說法正確的是。A．同一組實驗中，入射小球可以從不同位置由靜止釋放B．入射小球的質量必須大于被碰小球的質量且兩小球半徑相同C．軌道的傾斜部分必須光滑且軌道末端水平（2）實驗中，除了要測出平拋射程、、外，還需要測量的物理量有。A．入射小球和被碰小球的質量m1、m2B．入射小球釋放點距水平軌道的高度hC．小球拋出點距地面的高度H（3）在某次實驗中記錄的落點平均位置M、N幾乎與在同一條直線上，在實驗誤差允許范圍內，若滿足關系式，則可以認為兩球碰撞前后在方向上的動量守恒；若同時滿足關系式，則還可以判定兩球的碰撞為彈性碰撞。[用（2）中物理量的字母表示]2．（2021春?倉山區(qū)校級期中）某同學采用如圖所示的裝置，利用A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。圖中MN是斜槽，NR為水平槽。實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。（1）（多選）本實驗必須要求的條件是A.斜槽軌道末端的切線必須水平B.斜槽軌道必須是光滑的C.入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下D.必須測出水平槽離地面的高度，從而計算出時間（2）本實驗驗證動量守恒定律的表達式為（用裝置圖中的字母表示）A.m1OE＝m2OP+m2OFB.m1OE＝m1OF+m2OPC.m1OF＝m2OE+m2OPD.m1OP＝m1OE+m2OF（3）若該同學改用如圖所示裝置驗證動量守恒定律。擋板b豎直固定，點O是Q點的水平投影點；圖中的P、M、N是小球與擋板的撞擊點。則要完成該實驗，除已測得的A、B兩球的質量m1、m2，還必須測量的物理量是A.E、Q之間的豎直高度hB.Q、O之間的水平距離xC.OP、OM、ON的高度HP、HM、HN.D.測出小球平拋后分別打在P、M、N的時間。（4）在（3）的實驗中，在誤差允許范圍內，關系式成立，說明兩球在碰撞過程中動量守恒。（用（3）中所測的物理量表示且為最簡形式）3．（2021?遼寧模擬）某同學用如圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來尋找碰撞中的不變量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復上述操作10次，得到10個落點痕跡，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置C由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復這種操作10次，圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點，P、為未放被碰小球B時A球的平均落點，M為與B球碰后A球的平均落點，N為被碰球B的平均落點．若B球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，，米尺的零點與O點對齊．（注意MA＞MB）（1）碰撞后B球的水平射程應為cm（2）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？答：（填選項號）。A．測量A球或B球的直徑B．測量A球和B球的質量C．水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離D．A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離E．測量G點相對于水平槽面的高度（3）、實驗所需驗證的表達式為：。4．（2021?南通四模）用頻閃照相方法探究碰撞中的守恒量，實驗裝置如圖a所示，主要操作步驟如下：①用天平測量A、B兩個小球的質量；②安裝好實驗裝置，使斜槽末端水平；帶有正方形方格的木板靠近斜槽豎直安裝，且斜槽末端的重錘線和方格的豎線平行；③將小球A從斜槽上擋板P處由靜止釋放，離開斜槽后，頻閃照相機連續(xù)拍攝小球A的位置，如圖b所示；④將小球B放在斜槽末端，讓小球A仍從P處由靜止釋放，兩球發(fā)生正碰后，頻閃照相機連續(xù)拍攝下兩個小球的位置，如圖c所示。（1）為檢驗兩球大小是否相同，用游標卡尺測量小球直徑，如圖d所示，則小球直徑為cm.（2）測得A、B的質量分別為4m、m，由圖b、c可知，碰撞前后A、B總動量（選填“守恒”或“不守恒”），總動能（選填“相等”或“不相等”）。（3）已知方格邊長為L，頻閃周期為T，根據圖b、c還可以求出。A.A、B球碰撞前后速度大小B.當地重力加速度gC.A球在斜槽釋放點高度（4）實驗中可能會引起誤差的操作有（寫出兩條）（5）若在操作步驟③中得到A球的位置如圖e，請?zhí)岢龈倪M意見。5．（2021春?肅寧縣校級月考）某同學用如圖所示裝置來驗證動量守恒定律，讓質量為m1的小球從斜槽某處由靜止開始滾下，與靜止在斜槽末端質量為m2的小球發(fā)生碰撞。（1）實驗中必須要求的條件是.A．斜槽必須是光滑的B．斜槽末端的切線必須水平C．m1與m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度D．m1每次必須從同一高度處滾下（2）實驗中必須測量的物理量是.A．小球的質量m1和m2B．小球起始高度hC．小球半徑R1和R2D．小球起飛的時間tE．桌面離地面的高度HF．小球飛出的水平距離x6．（2021春?荔灣區(qū)校級期中）（1）圖一所示游標卡尺的讀數是d＝mm。（2）如圖二所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系；實驗中使用半徑相同的彈性小球1和2，已知兩小球的質量分別是m1、m2，先安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙，記下重垂線所指的位置O。接下來的實驗步驟如下：步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復多次，用盡可能小的圓把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置；步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點由靜止?jié)L下，使它們碰撞；重復多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置；步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度LOM、LOP、LON。①對于上述實驗操作，下列說法正確的是。A．應使小球每次從斜槽上相同的位置由靜止?jié)L下B．斜槽軌道必須光滑C．斜槽軌道末端必須水平D．小球1質量應大于小球2的質量E．除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量是小球的半徑r②當所測物理量滿足表達式（用所測物理量的字母表示）時，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。③完成上述實驗后，某實驗小組對上述裝置進行了改造，如圖三所示。在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的底端與O點重合。使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下，重復實驗步驟1和2的操作，得到兩球在斜面上的平均落點M'、P'、N'，用刻度尺測得斜面底端到M'、P'、N'三點的距離分別為LOM'、LOP'、LON'，測量出斜面的傾角為θ，則僅利用以上數據能不能驗證兩球碰撞過程中總動量守恒。若能，請用所測物理量寫出驗證表達式；若不能，請說明理由。7．（2021春?湖南月考）驗證動量守恒定律的實驗裝置如圖甲所示，先推動小車a使之做勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車b相碰并黏合成一體，繼續(xù)做勻速運動。已知電磁打點計時器所接電源的頻率為50Hz，小車a的質量為1kg。（1）某次實驗得到的紙帶如圖乙所示，可知兩車碰撞前小車a的速度大小為m/s（結果保留三位有效數字）。（2）通過計算發(fā)現這次實驗符合動量守恒定律，則小車b的質量為kg（結果保留兩位有效數字）。8．（2021?和平區(qū)校級一模）在“驗證動量守恒定律”的實驗中，如圖甲所示，氣墊導軌上放置著帶有遮光板的滑塊A、B，測得A、B的質量分別為m1和m2，遮光板的寬度相同。實驗中，用細線將兩個滑塊連接使輕彈簧壓縮且靜止，然后燒斷細線，輕彈簧將兩個滑塊彈開，測得它們通過光電時間分別為t1、t2。①圖乙為兩同學用螺旋測微器測遮光板寬度d時的情景。由該圖可知其示數為mm。②用題中測得的物理量表示動量守恒應滿足的關系式為（用t1、t2、m1、m2表示）。9．（2021春?鐘樓區(qū)校級期中）用如圖甲所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗，小車P的前端粘有橡皮泥，后端連接通過打點計時器的紙帶，在長木板右端墊放木塊以平衡摩擦力，輕推一下小車P，使之運動，小車P與靜止的小車Q相碰后粘在一起向前運動。（1）下列操作正確的是。A．兩小車粘上橡皮泥是為了改變兩車的質量B．兩小車粘上橡皮泥是為了碰撞后粘在一起C．先接通打點計時器的電源，再釋放拖動紙帶的小車D．先釋放拖動紙帶的小車，再接通打點計時器的電源（2）實驗獲得的一條紙帶如圖乙所示，根據點跡的不同特征把紙帶上的點進行了區(qū)域劃分，用刻度尺測得各點到起點A的距離。根據碰撞前后小車的運動情況，應選紙帶上段來計算小車P的碰前速度。（3）測得小車P（含橡皮泥）的質量為m1，小車Q（含橡皮泥）的質量為m2，如果實驗數據滿足關系式，則可驗證小車P、Q碰撞前后動量守恒。10．（2021春?鼓樓區(qū)校級期中）一同學設計了下面探究動量守恒的方案：在一塊短木板上釘兩條剖成兩半的鉛筆（除去筆芯）作為滑槽，把一條輕竹片彎成“∩”形，中間用細線拴住成為竹弓，將它置于短板上的滑槽里，緊挨竹弓兩端各放置一個小球，如圖所示。實驗時，把這套裝置放在桌子的一角上。在木板兩頭的地上各鋪放一張白紙并蓋上復寫紙。用火柴燒斷細線，竹弓立即將兩小球彈出，小球落在復寫紙上，在白紙上打出兩個印痕。（1）需要測量的量是。A．兩小球的質量m1、m2及拋出的射程x1、x2B．球拋出的高度hC．球下落的時間tD．細線的長度L（2）若等式（用（1）中的相關字母符號表示）成立，則表明系統動量守恒。11．（2021春?孝感期中）某同學利用如圖所示的裝置進行“驗證動量守恒定律”的實驗，操作步驟如下：①在水平桌面上的適當位置固定好彈簧發(fā)射器，使其出口處切線與水平桌面相平；②在一塊長平木板表面先后釘上白紙和復寫紙，將該木板豎直并貼緊桌面右側邊緣。將小球a向左壓縮彈簧并使其由靜止釋放，a球碰到木板，在白紙上留下壓痕P；③將木板向右水平平移適當距離，再將小球a向左壓縮彈簧到某一固定位置并由靜止釋放，撞到木板上，在白紙上留下壓痕P2；④將半徑相同的小球b放在桌面的右邊緣，仍讓小球a從步驟③中的釋放點由靜止釋放，與b球相碰后，兩球均撞在木板上，在白紙上留下壓痕P1、P3。（1）下列說法正確的是。A．小球a的質量一定要大于小球b的質量B．彈簧發(fā)射器的內接觸面及桌面一定要光滑C．步驟②③中入射小球a的釋放點位置一定相同D．把小球輕放在桌面右邊緣，觀察小球是否滾動來檢測桌面右邊緣末端是否水平（2）本實驗必須測量的物理量有。A．小球的半徑rB．小球a、b的質量m1、m2C．彈簧的壓縮量x1及木板距離桌子邊緣的距離x2D．小球在木板上的壓痕P1、P2、P3分別與P之間的豎直距離h1、h2、h3（3）根據相關物理規(guī)律，可以分析出b球在白紙上留下的壓痕是（填“P1”或“P2”或“P3”）。（4）用（2）中所測的物理量來驗證兩球碰撞過程中動量是否守恒，當滿足關系式時，則證明a、b兩球碰撞過程中動量守恒。12．（2021春?瑤海區(qū)校級期中）利用如圖所示的實驗裝置，可探究碰撞中的不變量，由于小球的下落高度是定值，所以，小球落在地面上的水平位移就代表了平拋運動時水平初速度的大小，這樣碰前速度和碰后速度就可以用平拋運動的水平位移來表示了。（1）為了盡量準確找到碰撞中的不變量，以下要求正確的是（填選項前的字母）。A．入射球的半徑應該大于被碰球的半徑B．入射球的半徑應該等于被碰球的半徑C．入射球每次應該從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下D．斜槽末端必須是水平的（2）關于小球的落點，下列說法正確的是（填選項前的字母）。A．如果小球每次從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下，重復幾次的落點一定是完全重合的B．由于偶然因素存在，重復操作時小球的落點不會完全重合，但是落點應當比較密集C．測定落點P的位置時，如果幾次落點的位置分別為P1、P2、....Pn，則落點的平均位置滿足OP＝D．測定落點的位置時，盡可能用最小的圓把各個落點圈住，這個圓的圓心位置就是小球落點的平均位置（3）若已知入射小球與被碰小球的質量之比為m1：m2＝8：3，OP＝20cm，PN＝16cm，則OM的值大約應該等于cm，本實驗才算達到實驗目的。13．（2021春?和平區(qū)校級期中）用如圖所示的裝置來驗證動量守恒定律，質量為mB的鋼球B放在小支柱N上，球心離地面高度為H；質量為mA的鋼球A用細線拴好懸掛于O點，當細線被拉直時O點到球心的距離為L，且細線與豎直線之間夾角α。球A由靜止釋放，擺到最低點時恰與質量為mB的球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質指示針C推移到與豎直夾角為β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復寫紙的白紙D，用來記錄球B的落點。（1）實驗中要測量的物理量除了上述物理量外，還需要測量（用字母表示，并寫出物理含義）。（2）碰后兩球A、B的動量分別為pA＝，pB＝（用前面給出的物理量表示）。（3）鋼球間的碰撞可以認為是彈性碰撞，通過實驗結果可以判斷mA一定mB（選填“大于”“等于”或“小于”）。14．（2021春?開封期中）某同學利用氣墊導軌驗證動量守恒定律。他在氣墊旁加裝了位置感應器（可以將任一時刻該滑塊與某點的距離記錄下來），測得兩滑塊的質量分別為mA＝200g、mB＝300g兩滑塊A、B在氣墊導軌上（摩擦力可忽略不計）發(fā)生正碰，通過實驗該同學描繪出碰撞前后滑塊A、B的位移﹣時間圖象如圖所示。（1）由圖可知滑塊A、B在t＝s時發(fā)生碰撞。（2）碰撞前滑塊A的動量為kg?m/s，滑塊B的動量為kg?m/s，碰撞后滑塊A、B一起運動，兩滑塊整體的動量為kg?m/s。（3）由實驗得出滑塊A、B碰撞后的總動量與碰撞前的相比（選填“變大”“變小”或“不變”）。15．（2021?綿陽模擬）用如圖所示的裝置驗證碰撞過程中動量守恒。氣墊導軌左端固定彈射裝置，滑塊甲壓縮彈射裝置并被鎖定，滑塊乙靜置于光電門1與光電門2之間?；瑝K甲（含擋光片）質量用m1表示，滑塊乙（含擋光片）質量用m2表示，滑塊甲和乙上的擋光片寬度相同用L表示。調平導軌并充氣，解除彈射裝置鎖定，測得滑塊甲第一次通過光電門1的時間為t0，第二次通過光電門1的時間為t1，滑塊乙第一次通過光電門2的時間為t2。（1）滑塊甲和乙碰撞前總動量大小的表達式是（用上述物理量符號表示）。（2）要驗證滑塊甲和乙碰撞過程中動量守恒，三個物理量m1、m2和L中，必須要測量的有。（3）若等式成立，則可驗證滑塊甲和乙碰撞過程中動量守恒（用上述物理量符號表示）。16．（2021春?柳江區(qū)校級月考）某同學用如圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律，圖中O是槽末端口在記錄紙上的垂直投影點。（1）入射球A的質量mA和被碰球B的質量mB的關系是mAmB（選填“＞”“＜”或“＝”）。（2）下列選項中，不屬于本次實驗必須的是（填選項前的字母）。A．斜槽末端水平B．斜槽光滑C．兩次A小球應從同一位置釋放D．需要測出槽口距O點的豎直高度（3）若mA、mB、OM、OP、ON滿足關系式，則A與B的碰撞過程動量守恒。17．（2021春?洛陽月考）某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗。氣墊導軌裝置如圖（a）所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成。（1）下面是實驗的主要步驟：①安裝好氣墊導軌，調節(jié)氣墊導軌的調節(jié)旋鈕，使導軌水平；②向氣墊導軌通入壓縮空氣；③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩，把滑塊2放在氣墊導軌的中間；⑤先接通打點計時器的電源，再