高考物理人教第一轮复习课时作业实验验证动量守恒定律
高考物理实验【验证动量守恒定律】一轮复习资料
6
方案三 在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(如图所示)
(1)测质量：用天平测出两小车的质量． (2)安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小 车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥． (3)实验：接通电源，让小车 A 运动，小车 B 静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中， 把两小车连接成一体运动．
栏目导航
23
解析：A、B 被压缩的弹簧弹开后，在气垫导轨上运动时可视为匀速运动，因此只 要测出 A 与 C 的距离 L1、B 与 D 的距离 L2 及 A 到达 C、B 到达 D 的时间 t1 和 t2，测出 A、B 的质量，就可以探究碰撞中的不变量．
(1)由上述分析可知，实验中还应测量的物理量为：B 的右端至 D 的距离 L2. (2)设向左为正方向，根据所测数据求得 A、B 的速度分别为 vA＝Lt11，vB＝－Lt22，碰 前 A、B 静止，即 v＝0，质量与速度乘积之和为 0，碰后 A、B 的质量与速度乘积之和 为 mAvA＋mBvB＝mALt11－mBLt22；若设向右为正方向，同理可得碰后 A、B 的质量与速度 乘积之和为 mBLt22－mALt11.
栏目导航
14
C 实验 基础 考法
考法一 实验原理与操作
某同学用如图甲所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让小球 a 从斜槽 轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复 10 次； 然后再把小球 b 静置在斜槽轨道末端，让小球 a 仍从原固定点由静止开始滚下，和小球 b 相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复 10 次．回答下列问题：
1 栏目导航
2
C 实验 基础 落实
一、基本实验要求 1．实验目的 验证动量守恒定律． 2．实验原理 在一维碰撞中，测出物体的质量 m 和碰撞前后物体的速度 v、v′，算出碰撞前的动 量 p＝m1v1＋m2v2 及碰撞后的动量 p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性 碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等． 方案二 带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等． 方案三 光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥等． 方案四 斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等．
届高考物理一轮复习练习及解析实验验证动量守恒定律
第34讲 实验：验证动量守恒定律体验成功1.实验“验证动量守恒定律”的主要步骤为：A.测出球的直径和质量m 1、m 2，若m 1<m 2，则用质量为m 2的球作为入射球B.把被碰球放在斜槽末端，让入射球从斜槽上同一高度滚下，与被碰球做正碰，重复多次，找出落点的平均位置C.使入射球从斜槽上某一固定高度滚下，重复多次，找出落点的平均位置D.测出入射球碰撞前后落点的水平距离和被碰球落点的水平距离E.调整斜槽末端，使槽口的切线水平以上步骤合理的排列顺序是 .答案：AECBD2.如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C 、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M 的滑块A 、B 做“验证动量守恒定律”的实验，实验步骤如下： a.把两滑块A 、B 紧贴在一起，在A 上放质量为m 的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A 、B ，在A 、B 的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧在水平方向上处于压缩状态. b.按下电钮使电动卡销放开，同时启动记录两滑块运动时间的电子计时器，当滑块A 、B 与挡板C 、D 碰撞的同时，电子计时器自动停止计时，记下A 至C 的运动时间t 1和B 至D 的运动时间t 2.c.将两滑块A 、B 仍置于原位置，重复几次上述实验，并对多次实验记录的t 1、t 2分别取平均值.(1)在调整气垫导轨时，应注意 .(2)应测量的数据还有 .(3)只要满足关系式 ，即可验证动量守恒.解析：由于滑块和气垫导轨间的摩擦力很小，可以忽略不计，可认为滑块在导轨上做匀速直线运动，因此两滑块作用后的速度可分别表示为：v A ＝L 1t 1，v B ＝L 2t 2. 若(M ＋m )L 1t 1＝M L 2t 2成立，则(M ＋m )v A ＝Mv B 成立，即动量守恒. 答案：(1)用水平仪测量使导轨水平 (2)A 至C 板的距离L 1，B 至D 板的距离L 2 (3)(M ＋m )L 1t 1＝M L 2t 2 3.为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(即碰撞过程中没有机械能损失)，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球按下述步骤做了如下实验. a.用天平测出两个小球1、2的质量(分别为m 1和m 2，且m 1>m 2). b.按照图示安装好实验装置：将斜槽AB 固定在桌边，使槽的末端点的切线水平，将一斜面BC 连接在斜槽末端.c.先不放小球2，让小球1从斜槽顶端的A 处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置. d.将小球2放在斜槽前端边缘处，让小球1从斜槽顶端的A 处滚下，使它们发生碰撞，记下小球1和小球2在斜面上的落点位置. e.用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B 的距离. 图中D 、E 、F 点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B 点的距离分别为L D 、L E 、L F .根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球1与2发生碰撞后，1的落点是图中的 点，2的落点是图中的 点.(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式 ，则说明碰撞中动量是守恒的.(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式 ，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞.解析：设斜面的倾角为θ，小球做平抛运动，由L sin θ＝12gt 2、L cos θ＝vt ，得其抛出速度v ∝L ；验证动量是否守恒的表达式为m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 2，即m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F ；若没有机械能损失，则12m 1v 20＝12m 1v 21＋12m 2v 22，代入v ∝L ，得m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F . 答案：(1)D F(2)m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F(3)m 1L E ＝m 1L D ＋m 2L F。
高考物理第一轮复习 动量守恒定律 验证动量守恒定律课件 新人教版
结论的依据是
.
2020/10/29
图6 解析 释放弹簧后,相邻A,位置间距都是9 mm,相
邻B,位置间距都是6 mm,A的速度为9/0.1
mm/s=
0.09 m/s,B的速度是6/0.1 mm/s=0.06 m/s.因
为mAvA=0.2×0.09=0.018(kg·m/s), mBvB=0.3×0.06=0.018(kg·m/s). 答案 匀速直线 0.09 m/s 碰前碰后总动量均
与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的
平均位置.
第三步,用刻度尺分别OM 测，O量P三，O个N落地点的平均位置离
O点的距离,即线段
的长度.
2020/10在/29 上述实验中,
(1)P点是
的平均位置,M点是
的平均位置,N点是
的平均位置.
(2)请写出本实验的原理
.写出用
测量的量表示的恢复系数的表达式
,所以动量守恒的表
达式可以是m 1 LEm 1 LDm 2 LF
由能量守恒可得m1LE=m1LD+m2LF .
答案（1）D F （2）m 1 LEm 1 LDm 2 LF
2020/10（/29 3）m1LE=m1LD+m2LF
素能提升
1.某同学用如图4所示装置验证动量守恒定律,用 轻质细线将小球1悬挂于O点,使小球1的球心到 悬点O的距离为L,被碰小球2放在光滑的水平桌 面上.将小球1从右方的A点(OA与竖直方向的夹
图2
2020/10/29
实验步骤如下：
安装好实验装置,做好测量前的准备,并记下重垂线
所指的位置O.
第一步,不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚
下,并落在地面上.重复多次, 用尽可能小的圆把小
高考物理一轮总复习实验7验证动量守恒定律课件
第七页，共38页。
• 4．其他方案 • 利用气垫导轨和光电计时器完成一维碰撞实验． • (1)测质量：用天平(tiānpíng)测出滑块质量． • (2)安装：正确安装好气垫导轨． • (3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情
行实验验证．
第九页，共38页。
• 2．实验操作步骤 • (1)要用天平测量入射球m1和被碰球m2的质量； • (2)没必要测量小球m1的释放高度h及抛出点到地面的高度； • (3)保证每次都从同一位置由静止释放入射球m1； • (4)会用画最小圆的方法求小球落点的平均位置； • (5)要分清(fēn qīng)P，M，N分别对应哪个小球何种情况下的落
(6)连接 ON，测量线段 OP，OM，ON 的长度．将测量数据填入表中．最后代入 m1 OP ＝m1 OM ＋m2 ON ，看在误差允许的范围内是否成立．
第五页，共38页。
•方法(fāngfǎ)规律
• 1．数据处理 • 验证(yànzhèng)表达式m1v1＋m2v2＝m1v1′
＋m2v2′. • 2．注意事项 • (1)前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两
• A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置 到O点的距离
• B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到 O点的距离
• C．测量A球或B球的直径 • D．测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
第十九页，共38页。
• (3)实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说 法中正确的是( )
高考物理第一轮复习验证动量课件 新人教
(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表
达的式动是量大m小A并Lt11不完m全B 相Lt22等，，上产式生中误算差得的的原A因、是B两滑块
测量质量、时间、距离等存在误差;
．
由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差．
C
AB
D
023.中山市华侨中学第三次模考卷11
实验目的
验证两个小球在碰撞前后动量守恒.
【实验目的】
验证动量守恒
【实验器材】
天平、刻度尺、重锤、游标卡尺（测小球直径）、 碰撞实验器、复写纸、白纸、两个直径相同质量 不同的小球
说明：
m1 为入射小球，
m1
m2 为被碰小球。
且m1>m2 m2
o’ 验证动量守恒定律的实验装置
返回目录
m1
O O’
N
12．某同学用图甲所示的装置来验证动量守恒定律。
图中PQ为斜槽，QR为水平槽。实验时先使a球从斜槽
上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地
面的记录纸上，留下痕迹。重得上述操作10次，得到
10个落点痕迹。再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地
方，让a球仍从位置G由静止
PG
滚下，和b球碰撞后，a、b球
实验原理
1、两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,
动量守恒。 m A v A = m A v A ′ + m B v B ′
2、本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球
碰撞后均作平抛运动,用水平射程间接表示小球平抛的
初速度：
OP----mA以vA平抛时的水平射程 OM----mA以vA′平抛时的水平射程
高考物理一轮复习课件 实验七 验证动量守恒定律
[数据处理]
返回
1．小球水平射程的测量：连接 ON，测量线段 OP、OM、
ON 的长度。 2．验证的表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON。
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。
(2)气垫导轨是否完全水平，摆球受到空气阻力，小车受到
长木板的摩擦力，入射小球的释放高度存在差异。
返回
[数据处理]
1．摆球速度的测量：v＝ 2gh，式中 h 为小球释放时(或
碰撞后摆起)的高度，h
可由摆角和摆长l＋d2
计算出。
2．验证的表达式：m1v1＝m1v1′＋m2v2′。
返回
[方案三]
利用两辆小车完成一维碰撞实验
[实验器材] 光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、 撞针、橡皮泥、刻度尺等。
返回
为完成该实验，还必须测量的物理量有___________(填选项前
的字母)。
A．挡光片的宽度 d
B．滑块 A 的总质量 m1
C．滑块 B 的总质量 m2 D．光电门 1 到光电门 2 的间距 L
(3)在第二次实验中若滑块 A 和 B 在碰撞的过程中动量守恒，
则应该满足的表达式为________(用已知量和测量量表示)。
返回
[数据处理] 1．小车速度的测量：通过纸带上两计数点间的距离及时 间，由 v＝ΔΔxt 计算。 2．验证的表达式：m1v1＝(m1＋m2)v2。
返回
[方案四]
利用斜槽滚球验证动量守恒定律
[实验器材] 斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、圆规、刻度尺等。 [实验步骤] 1．测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小 球为入射小球。 2．安装：按照如图所示 安装实验装置。调整固定斜槽 使斜槽底端水平。
2022版高考物理一轮复习第六章动量动量守恒定律实验八验证动量守恒定律课件新人教版
θ、g
都是恒量，所以
v∝
L，v2∝L，所以动量守恒的表达式可以化简为 m1 LE＝m1 LD＋m2 LF，
机械能守恒的表达式可以化简为 m1LE＝m1LD＋m2LF。
[答案] (1)D F (2)m1 LE＝m1 LD＋m2 LF (3)m1LE＝m1LD＋m2LF
创新评价 本实验利用斜面上的平抛运动获得两球碰后的速度，根据平抛斜面模型 采用分解位移找数学关系分析实验数据。
⑤换不同挡位测量，并将结果填入下表。
完成下列填空： (1)现测得高速挡指针最大偏角如图乙所示，请将表中数据补充完整：θ ＝________。 (2)用上述测量的物理量表示发射弹丸的速度v＝________。(已知重力加 速度为g) (3)为减小实验误差，每次实验前，并不是将指针置于竖直方向的零刻 度处，常常需要试射并记下各挡对应的最大指针偏角，每次正式射击 前，应预置指针，使其偏角略小于该挡的最大偏角。请写出这样做的一 个理由：________________________________________________。
(1)数据处理运用转换法，即将测量小球做平抛运动的初速度转换成测平 抛运动的水平位移；由于本实验仅限于研究系统在碰撞前后动量的关 系，所以各物理量的单位不必统一使用国际单位制的单位。 (2)设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件。 (3)采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差。
命题点二 实验创新设计 实验器材创新 [典例3] 现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律。在图(a)中，气垫 导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器 (图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮 光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。
高考物理(人教版)一轮复习实验验证动量守恒学案
2020届一轮复习人教版实验：验证动量守恒学案1．实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒．2．实验器材斜槽、小球（两个）、天平、复写纸、白纸等．3．实验步骤（1）用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球．（2）按照实验原理图甲安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽底端水平．（3）白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下重垂线所指的位置O.（4）不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面．圆心P就是小球落点的平均位置．（5）把被撞小球放在斜槽末端，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．用步骤（4）的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N.如实验原理图乙所示．（6）连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度．将测量数据填入表中．最后代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看在误差允许的范围内是否成立．（7）整理好实验器材放回原处．（8）实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒．验证动量守恒定律实验注意事项:1．入射球质量m1应大于被碰球质量m2。
否则入射球撞击被碰球后会被弹回。
2．入射球和被碰球应半径相等，或可通过调节放被碰球的立柱高度使碰撞时球心等高。
否则两球的碰撞位置不在球心所在的水平线上，碰后瞬间的速度不水平。
3．斜槽末端的切线应水平。
否则小球不能水平射出斜槽做平抛运动。
4．入射球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。
否则入射球撞击被碰球的速度不相等。
5．落点位置确定：围绕10次落点画一个最小的圆将有效落点围在里面，圆心即所求落点。
6．水平射程：被碰球放在斜槽末端，则从斜槽末端由重垂线确定水平射程的起点，到落地点的距离为水平射程。
高考物理一轮复习课时作业28动量守恒定律含解析新人教版
动量守恒定律一、选择题1.(2018·昆明模拟)如图所示，木块A、B置于光滑水平桌面上，木块A沿水平方向向左运动与B相碰，碰后粘连在一起，将弹簧压缩到最短．则木块A、B和弹簧组成的系统，从A、B相碰到弹簧压缩至最短的整个过程中( )A．动量不守恒、机械能守恒B．动量不守恒、机械能不守恒C．动量守恒、机械能守恒D．动量守恒、机械能不守恒答案 B解析木块A、B和弹簧组成的系统，从A、B相碰到弹簧压缩至最短的整个过程中，墙壁对弹簧有作用力，系统的外力之和不为零，所以动量不守恒．A、B相碰粘连在一起的过程中，机械能有损失，所以机械能也不守恒，故A、C、D三项错误，B项正确．2．如图，一个礼花弹竖直上升到最高点时炸裂成三块碎片，其中一块碎片首先沿竖直方向落至地面，另两块碎片稍后一些同时落至地面．则在礼花弹炸裂后的瞬间这三块碎片的运动方向可能是( )答案 D解析A、B两项，礼花弹炸裂时，内力远大于外力，总动量守恒，根据矢量运算规则知，A、B两图违反了动量守恒定律，不可能，故A、B两项错误．C项，该图符合动量守恒定律．斜向下运动的两个碎片同时落地，向上运动的碎片后落地，与题意不符，故C项错误．D项，该图符合动量守恒定律．向下运动的碎片首先落地，斜向上运动的两个碎片稍后一些同时落至地面，故D项正确．3.(2018·济南一模)如图所示，A、B、C三球的质量分别为m、m、2m，三个小球从同一高度同时出发，其中A球有水平向右的初速度v0，B、C由静止释放．三个小球在同一竖直平面内运动，小球与小球之间的碰撞均为弹性碰撞，假设高度无限大，则小球与小球之间最多能够发生碰撞的次数为( )A ．1次B ．2次C ．3次D ．4次答案 C解析 由于三球竖直方向的运动情况相同，一定可以发生碰撞，可假设高度无穷大，可看作三球碰撞完成后才落地．A 、B 第一碰撞后水平速度互换，B 、C 发生第二碰撞后，由于B 的质量小于C 的质量，则B 反向；B 、A 发生第三次碰撞后，B 、A 水平速度互换，A 向左，B 竖直下落，三球不再发生碰撞，所以最多能够发生3次碰撞．4．(2018·福州模拟)一质量为M 的航天器正以速度v 0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v 1，加速后航天器的速度大小v 2，则喷出气体的质量m 为( ) A ．m ＝v 2－v 1v 1MB ．m ＝v 2v 2－v 1M C ．m ＝v 2－v 0v 2＋v 1MD ．m ＝v 2－v 0v 2－v 1M答案 C解析 规定航天器的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得Mv 0＝(M －m)v 2－mv 1，解得m ＝v 2－v 0v 2＋v 1M ，故C 项正确． 5.(2018·济南二模)(多选)如图甲所示，光滑水平面上有a 、b 两个小球，a 球向b 球运动并与b 球发生正碰后粘合在一起共同运动，其碰前和碰后的st 图像如图乙所示．已知m a ＝5 kg.若b 球的质量为m b ，两球因碰撞而损失的机械能为ΔE，则( )A ．m b ＝1 kgB ．m b ＝2 kgC ．ΔE ＝15 JD ．ΔE＝35 J答案 AC解析 A 、B 两项，由st 图像的斜率表示速度得：碰撞前a 球的速度为v 1＝Δs Δt 1＝61 m/s ＝6m/s ，b 球的速度为0.碰撞后ab 两球的共同速度为v ＝Δs 2Δt 2＝11－62－1m/s ＝5 m/s ，取碰撞前a 球的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得，m a v 1＝(m b ＋m a )v ，代入解得，m b ＝1 kg.C 、D 两项，碰撞过程中系统损失的机械能为ΔE＝12m a v 12－12(m b ＋m a )v 2＝12×5×62J －12×(1＋5)×52J ＝15 J ，故C 项正确，D 项错误．6．(2018·枣庄一模)在光滑的水平面上有A 、B 两辆玩具小汽车，质量分别为M A ＝2 kg ，M B ＝1 kg.现使A 车以10 m/s 的速度沿AB 中心的连线向静止的B 车运动，与B 车发生对心碰撞，则碰后两车的速度可能是( ) A ．v A ＝7 m/s ，v B ＝6 m/s B ．v A ＝－1 m/s ，v B ＝22 m/s C ．v A ＝6 m/s ，v B ＝8 m/s D ．v A ＝2 m/s ，v B ＝16 m/s答案 C解析 碰撞前两车组成的系统总动量：p ＝M A v 0＝2×10 kg·m/s＝20 kg·m/s，碰撞前系统总动能：E k ＝12M A v 02＝12×2×102J ＝100 J ；A 项，碰撞后，A 、B 同向运动，A 在B 的后面，A 的速度大于B 的速度，不可能，故A 项错误．B 项，碰撞后，系统的总动量p′＝M A v A ＋M B v B ＝2×(－1) kg·m/s＋1×22 kg·m/s＝20 kg·m/s，系统动量守恒，系统总动能：E k ′＝12M A v A 2＋12M B v B 2＝12×2×12 J ＋12×1×222J ＝243 J>E k ，系统动能增加，不可能，故B 项错误；C 项，碰撞后，系统的总动量p′＝M A v A ＋M B v B ＝2×6 kg·m/s＋1×8 kg·m/s＝20 kg·m/s，系统动量守恒，系统总动能：E k ′＝12M A v A 2＋12M B v B 2＝12×2×62 J ＋12×1×82J ＝68 J<E k ，系统动能不增加，并符合实际运动情况，是可能的，故C 项正确；D 项，碰撞后，系统的总动量p′＝M A v A ＋M B v B ＝2×2 kg·m/s＋1×16 kg·m/s＝20 kg·m/s，系统动量守恒，系统总动能：E k ′＝12M A v A 2＋12M B v B 2＝12×2×22 J ＋12×1×162J ＝132 J ＞E k ，系统动能增加，不可能，故D 项错误．7．(2018·龙岩模拟)(多选)如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A 、B 质量均为m ，在水平恒力F 作用下以速度v 做匀速运动．在t ＝0时轻绳断开，A 在F 作用下继续前进，则下列说法正确的是( )A ．t ＝0至t ＝mvF 时间内，A 、B 的总动量守恒B ．t ＝2mv F 至t ＝3mvF 时间内，A 、B 的总动量守恒C ．t ＝2mvF 时，A 的动量为2mvD ．t ＝4mvF时，A 的动量为4mv答案 AC解析 A 项，设A 、B 所受的滑动摩擦力大小均为f ，系统匀速运动时，有F ＝2f ，得f ＝F2，轻绳断开后，对B ，取向右为正方向，由动量定理得－ft ＝0－mv ，联立得t ＝2mv F ，即t ＝2mvF 时B 停止运动．在B 停止运动前，即在t ＝0至t ＝2mvF 时间内，A 、B 系统的外力之和为零，总动量守恒．故A 项正确．B 项，t ＝2mv F 至t ＝3mvF 时间内，B 停止运动，A 匀加速运动，系统的外力之和不为零，则系统的总动量不守恒，故B 项错误．C 项，t ＝2mvF 时，取向右为正方向，由系统的动量守恒得2mv ＝p A ＋0，得A 的动量p A ＝2mv ，故C 项正确．D 项，t ＝4mvF 时即B 停止t ＝2mvF 时，对A ，由动量定理得ft ＝p A ′－2mv ，解得A 的动量p A ′＝3mv ，故D项错误．8.(2018·广东一模)如图所示，一质量为0.5 kg 的一块橡皮泥自距小车上表面1.25 m 高处由静止下落，恰好落入质量为2 kg 、速度为2.5 m/s 沿光滑水平地面运动的小车上，并与小车一起沿水平地面运动，取g ＝10 m/s 2，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A ．橡皮泥下落的时间为0.3 sB ．橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为3.5 m/sC ．橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统动量守恒D ．整个过程中，橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为7.5 J 答案 D解析 A 项，橡皮泥下落的时间为：t ＝2hg＝2×1.2510s ＝0.5 s ．故A 项错误；B 项，橡皮泥与小车在水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，则有：m 1v 0＝(m 1＋m 2)v ，所以共同速度为：v ＝m 1v 0m 1＋m 2＝2×2.52＋0.5 m/s ＝2 m/s.故B 项错误；C 项，橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒，但竖直方向的动量不守恒．故C 项错误；D 项，在整个的过程中，系统损失的机械能等于橡皮泥的重力势能与二者损失的动能，得：ΔE＝m 2gh ＋[12m 1v 02－12(m 1＋m 2)v 2]．代入数据可得：ΔE＝7.5 J ．故D 项正确．9.(2018·安徽模拟)如图所示，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切，小滑块B 静止在圆弧轨道的最低点．现将小滑块A 从圆弧轨道的最高点无初速度释放．已知圆弧轨道半径R ＝1.8 m ，小滑块的质量关系是m B ＝2m A ，重力加速度g ＝10 m/s 2.则碰后小滑块B 的速度大小不可能是( )A ．5 m/sB ．4 m/sC ．3 m/sD ．2 m/s答案 A解析 滑块A 下滑过程，由机械能守恒定律得 m A gR ＝12m A v 02解得v 0＝6 m/s若两个滑块发生的是弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律得： m A v 0＝m A v A ＋m B v B . 12m A v 02＝12m A v A 2＋12m B v B 2. 解得v B ＝4 m/s若两个滑块发生的是完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得： m A v 0＝(m A ＋m B )v B ′ 解得v B ′＝2 m/s所以碰后小滑块B 的速度大小范围为2 m/s≤v B ≤4 m/s ，不可能为5 m/s.10．(2018·安阳一模)(多选)如图所示，小球A 和小球B 位于同一竖直线上，小球A 距水平地面的高度为H ＝0.6 m ，小球B 到水平地面的距离为h ＝0.2 m ，同时由静止释放两球．设B 和地面为弹性碰撞，两球碰撞后B 球速度为0，小球A 的质量为m ，小球B 的质量为5m.重力加速度大小为g ＝10 m/s 2，忽略小球的直径、空气阻力及碰撞时间，小球所受重力远小于碰撞力．以地面为参考面，两球第一次碰撞后小球A 能到达的高度为( )A ．1.6 mB ．0.82 mC ．0.6 mD ．0.35 m答案 D解析 B 球落地时的速度大小为v 1＝2gh ＝2×10×0.2 m/s ＝2 m/s ，此时A 球的速度大小也为2 m/s.设B 球撞地后上升t 时间与A 球相撞，则有H －h ＝(v 1t ＋12gt 2)＋(v 1t －12gt 2)得t ＝0.1 s两球相撞前瞬间A 球的速度为v A ＝v 1＋gt ＝3 m/s ，B 球的速度为v B ＝v 1－gt ＝1 m/s 对于碰撞过程，取向上为正方向，由动量守恒定律得5mv B －mv A ＝mv A ′ 解得v A ′＝2 m/s两球第一次碰撞后小球A 能上升的最大高度为h′＝v′A22g ＝0.2 m两球碰撞处离地高度h″＝v 1t －12gt 2＝2×0.1 m－12×10×0.12m ＝0.15 m所以两球第一次碰撞后小球A 能到达的高度为H′＝h′＋h″＝0.35 m.11.某人在一只静止的小船上练习打靶，已知船、人、枪(不包括子弹)及靶的总质量为M ，枪内装有n 颗子弹，每颗子弹的质量均为m ，枪口到靶的距离为L ，子弹水平射出枪口相对于地的速度为v ，在发射后一颗子弹时，前一颗子弹已嵌入靶中，求发射完n 颗子弹时，小船后退的距离为( )A.mM ＋m L B.nm M ＋m L C.nmM ＋nmL D.m M ＋nmL 答案 C解析 由题意知系统动量守恒，前一发击中靶后，再打下一发，说明发射后一颗子弹时，车已经停止运动．每发射一颗子弹，车后退一段距离．每发射一颗子弹时，子弹动量为mv ，由动量守恒定律有： 0＝mv －[M ＋(n －1)m]v′设每发射一颗子弹车后退x ，则子弹相对于地面运动的距离是(L －x)， m(L －x t )＝[M ＋(n －1)m]x t解得：x ＝mL M ＋nm ，则打完n 发后车共后退s ＝nmL M ＋nm.12.(2018·广东模拟)用一个半球形容器和三个小球可以进行碰撞实验．已知容器内侧面光滑，半径为R.三个质量分别为m 1、m 2、m 3的小球1、2、3，半径相同且可视为质点，自左向右依次静置于容器底部的同一直线上且彼此相互接触．若将质量为m 1的小球移至左侧离容器底高h 处无初速释放，如图所示．各小球间的碰撞时间极短且碰撞时无机械能损失．小球1与2、2与3碰后，球1停在O 点正下方，球2上升的最大高度为19R ，球3恰能滑出容器，则三个小球的质量之比为( )A ．2∶2∶1B ．3∶3∶1C ．4∶4∶1D ．3∶2∶1答案 B解析 由题意，碰撞后球1球2速度交换，m 1＝m 2 球1下滑过程，由机械能守恒定律得m 1gh ＝12m 1v 02对于碰撞过程，由动量守恒定律得m 1v 0＝m 2v 2＋m 3v 3. 由机械能守恒定律得：12m 1v 02＝12m 2v 22＋12m 3v 32.碰后，对球2有m 2g ·19R ＝12m 2v 22.对球3有m 3gR ＝12m 3v 32.联立解得m 1∶m 2∶m 3＝3∶3∶1. 二、非选择题13．(2018·课标全国Ⅱ)汽车A 在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B ，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B ，两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B 车向前滑动了4.5 m ，A 车向前滑动了2.0 m ，已知A 和B 的质量分别为2.0×103kg 和1.5×103kg ，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小g ＝10 m/s 2，求：(1)碰撞后的瞬间B 车速度的大小； (2)碰撞前的瞬间A 车速度的大小． 答案 (1)3 m/s (2)4.3 m/s解析 (1)以B 车为研究对象，根据动能定理可得：－μm B gx B ＝0－12m B v B 2代入数据解得：v B ＝3 m/s ；(2)设碰后A 车速度大小为v A ，碰前A 车速度大小为v 0， 碰后A 车运动过程中，根据动能定理可得： －μm A gx A ＝0－12m A v A 2，代入数据解得：v A ＝2 m/s ；两车碰撞过程中，取向右为正、根据动量守恒定律可得： m A v 0＝m A v A ＋m B v B代入数据解得：v 0＝4.3 m/s.14.(2018·沈阳二模)如图所示，质量M ＝9 kg 的小车A 以大小v 0＝8 m/s 的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架光滑水平台面上放置质量m ＝1 kg 的小球B(可看做质点)，小球距离车面H ＝0.8 m ．某一时刻，小车与静止在水平面上的质量m 0＝6 kg 的物块C 发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略)，此后，小球刚好落入小车右端固定的沙桶中(小桶的尺寸可忽略)，不计空气阻力，取重力加速度g ＝10 m/s 2，求：(1)小车的最终速度的大小v ； (2)初始时小球与沙桶的水平距离Δx. 答案 (1)5 m/s (2)1.28 m解析 (1)整个过程中，小球、小车和物块C 组成的系统水平方向不受外力，系统水平动量守恒，设系统最终速度为v ，取水平向右为正方向，由水平动量守恒得： (M ＋m)v 0＝(M ＋m ＋m 0)v 解得：v ＝5 m/s(2)A 与C 的碰撞过程动量守恒，则有： Mv 0＝(M ＋m 0)v 1.设小球下落的时间为t ，则有： H ＝12gt 2. Δx ＝(v 0－v 1)t 解得：Δx＝1.28 m.。
2021版高考物理一轮复习 考点集训(二十六)第3节 实验：验证动量守恒定律(含解析)
考点集训（二十六）第3节实验：验证动量守恒定律1．用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片来验证动量守恒定律,实验步骤如下:①用天平测出A、B两个小球的质量m A和m B；②安装好实验装置,使斜槽的末端所在的平面保持水平；③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置（如图乙所示）；④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放,使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙所示);⑤测出所需要的物理量．请回答:(1)实验①中A、B的两球质量应满足__________；(2)在步骤⑤中,需要在照片中直接测量的物理量有__________;（请选填“x0、y0、x A、y A、x B、y B”）(3）两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是：________________________．[解析］(1）为了防止入射球碰后反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量,即m A＞m B；(2)由于频闪照相的频率固定，因此只需要测量小球的水平位移，在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有x0、x A、x B；（3)验证的方程为m A x0＝m A x A＋m B x B。
［答案］（1)m A>m B（2）x0、x A、x B（3）m A x0＝m A x A＋m B x B2．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验．在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小,可忽略不计，左侧为粗糙水平面,当地重力加速度大小为g。
采用的实验步骤如下：A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量m a、m b；C．在a和b间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻短弹簧,静止放置在平台上;D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动;E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t;F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s b；G．改变弹簧压缩量，进行多次测量．（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示,则遮光条的宽度为________mm.（2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即________＝__________．(用上述实验所涉及物理量的字母表示）［解析］（1）螺旋测微器的固定刻度读数为2.5 mm，可动刻度读数为0.01×5。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验 验证动量守恒定律
1.气垫导轨(如图10所示)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之
间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻
力。为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块
的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b。气
垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，
两滑块相碰后粘在一起继续运动。图11为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在
纸带上以相同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度x1、x2和x3。
若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为______、
______，两滑块的总动量大小为________；碰撞后两滑块的总动量大小为________。重
复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，
则动量守恒定律得到验证。
图10
图11
解析 打点周期T＝
1b，打x1、x2、x3均用时5b。碰前其中一滑块的动量p1＝mv1＝mx
1
t
＝
a
bx
1
5
＝0.2abx1，
碰前另一滑块的动量p2＝mv2＝mx3t＝abx35＝0.2abx3，
故碰前总动量p＝p1－p2＝0.2ab(x1－x
3
)，
同理碰后总动量p′＝2mx2t＝0.4abx2。
答案 0.2abx1 0.2abx3 0.2ab(x1－x3) 0.4abx2
2．为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同，体积不等的
立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：
步骤1：在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；
步骤2：安装好实验装置如图12，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾
斜槽和水平槽由一小段弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等
高且适当远处装一台数码频闪照相机；
图12
步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪
拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；
步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片、挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺
紧靠照片放置，如图13所示。
图13
(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置________。
①在P5、P6之间
②在P6处
③在P6、P7之间
(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是________。
①A、B两个滑块的质量m1和m2
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的x45、x56和x67、x78
⑥照片上测得的x34、x45、x56和x67、x78、x89
⑦滑块与桌面间的动摩擦因数
写出验证动量守恒的表达式____________。
(3)请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议：
______________________。
解析 (1)由图可得x
12＝3.00 cm，x23＝2.80 cm，x34＝2.60 cm，x45＝2.40 cm，x56
＝2.20 cm，
x
67＝1.60 cm，x78＝1.40 cm，x89
＝1.20 cm。根据匀变速直线运动的特点可知A、B相撞
的位置在P6处。
(2)为了探究A、B相撞前后动量是否守恒，就要得到碰撞前后的动量，所以要测量A、B
两个滑块的质量m1、m2和碰撞前后的速度。设照相机拍摄时间间隔为T，则P4处的速
度为v4＝x34＋x452T，P5处的速度为v5＝x45＋x562T，因为v5＝v4＋v62，所以A、B碰撞前在P
6
处的速度为v6＝x45＋2x56－x342 T；同理可得碰撞后AB在P6处的速度为v
6
′＝
2x
67＋x78－x89
2T
。若动量守恒则有m1v6＝(m1＋m2)v6′，整理得m1(x45＋2x56－x34)＝(m1＋
m2)(2x67＋x78－x89)。因此需要测量或读取的物理量是①⑥。
(3)若碰撞前后都做匀速运动则可提高实验的精确度。
答案 (1)② (2)①⑥ m1(x45＋2x56－x34)＝(m1＋m2)·(2x67＋x78－x89) (3)将轨道的一端
垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动(其他合理答案也可)