實驗：驗證動量守恒定律（練習）-2025年高考物理一輪復習（新教材新高考）

第29講實驗：驗證動量守恒定律

........目錄........

01模擬基礎練

【題型一】教材原型實驗

【題型二】實驗的拓展創(chuàng)新

02重難創(chuàng)新練

【題型一】教材原型實驗

1.用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗。

重

錘

線

OABC

(1)本實驗要求軌道末端切線水平，入射小球和被碰小球半徑相同，在同一組實驗中，入射小球(選

填“必須”或“不必須”)從同一位置由靜止釋放。

(2)在入射小球的質量大于被撞小球質量的前提下，實驗中需要測量的有。

A.入射小球和被碰小球的質量叫、m2B.入射小球開始的釋放高度//

C.小球拋出點距地面的高度XD.兩球相碰前后的平拋射程08、。4、0C

(3)該實驗需要驗證的關系式為；若進一步研究該碰撞是否為彈性碰撞，還需要判斷關系式一

是否成立。(用(2)中的物理量表示)

2.利用圖示的實驗裝置對碰撞過程進行研究。讓質量為mi的滑塊A與質量為租2的靜止滑塊B在水平氣墊

導軌上發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，比較碰撞后A和B的速度大小匕和v2,進而分析碰撞過程是否為彈性碰

撞。完成下列填空：

(1)開動氣泵，調節(jié)氣墊導軌,直至看到導軌上的滑塊能在短時間內保持靜止，可認為氣墊導軌

(2)要使碰撞后兩滑塊運動方向相反，應使滑塊A的質量力”滑塊B的質量加2(選填"大于"、"小

于“或‘等于")。

(3)調節(jié)B的位置，使得A與B接觸時，A的左端到左邊擋板的距離可與B的右端到右邊擋板的距離S?相

等。

(4)使A以一定的初速度沿氣墊導軌運動，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰撞時刻開始到各

自撞到擋板所用的時間4和L，則碰后A的速度匕為,B的速度曠2為o(用邑、與、％、質表

示)

(5)將B放回到碰撞前的位置，改變A的初速度大小，多次重復步驟(4)o

(6)由(4)(5)數(shù)據(jù)得到五的平均值。

%

(7)理論研究表明，對本實驗的碰撞過程，是否為彈性碰撞可由孑判斷。若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則

入的理論表達式為1；因此，如果(6)中五的實際平均值與(7)中理論值結果間的差別在允許范

v22mlv2

圍內，則可認為滑塊A與滑塊B在導軌上的碰撞為彈性碰撞。

3.某同學用如圖甲所示裝置做“驗證動量守恒定律”實驗。圖中。是斜槽水平末端在記錄紙上的垂直投影點，

尸為未放被碰小球時入射小球叫的平均落點,M為與被碰小球碰后入射小球叫的平均落點,N為被碰小球加2

的平均落點。

甲

(1)下列說法正確的是。

A.為完成此實驗，必須使用的測量器材有天平、秒表、刻度尺

B.安裝軌道時，軌道末端必須水平

C.同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放

D.入射小球的質量小于被碰小球的質量，兩球的半徑相同

(2)實驗中，除測量平拋射程OM、ON、。尸外，還需要測量的物理量有0(填序號)

A.入射小球叫開始釋放高度〃

B.拋出點距地面的高度”

C.入射小球質量必和被碰小球質量加2

(3)若測量的物理量滿足關系式(用所測物理量的字母表示)，則入射小球和被碰小球碰撞

前后的總動量不變。

4.圖甲為“驗證動量守恒定律”的實驗裝置圖，圖乙是實驗原理圖。圖乙中。點是小球拋出點在地面上的垂

直投影。實驗開始時，先讓入射小球A多次從斜軌上由靜止釋放，找到其落地點的平均位置P,然后把被撞

小球B靜置于軌道水平部分的右端，再將入射小球A從斜軌上由靜止釋放，與小球B相碰，并且多次重復，

找到小球落點的平均位置分別為〃、N,測量M、P、N距。點的水平距離分別為OM、OP、ON.

念;入射小球入射小球

被撞小球

////'/力////"/，////力，'//"/

O

乙

(1)入射小球質量為犯，半徑為4；被撞小球質量為半徑為4，則需要.

A,叫>B.<m,,rx<r2

C.mt>m2,rt=r2D.m1Vm,rt=r2

(2)關于本實驗，下列說法正確的是；

A.斜槽軌道末端必須水平

B.斜槽軌道必須光滑

C.入射小球每次可由不同位置自由滾下

D.需要用秒表測量小球離開斜槽末端到落地的時間

(3)若測量數(shù)據(jù)近似滿足關系式(用/、叫、OM、OP、ON表示)，則說明兩小球碰撞過程動量

守恒。

5.用如圖所示的裝置可以研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。

用他一

(1)實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過僅測量()(填選項前的序號),

間接地解決這個問題。

A.小球開始釋放高度/7

B.小球拋出點距地面的高度H

C.小球做平拋運動的射程

(2)圖中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球儀多次從斜軌上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0P,然后，把被碰小球儂靜止于軌道的水平部分，再將入射小球

如從斜軌上S位置靜止釋放，與小球燒2相撞，并多次重復。接下來要完成的必要操作是()

A.用天平測量兩個小球的質量"〃、7"2

B.測量小球仙開始釋放高度力及拋出點距地面的高度H

C.分別找到相碰后平均落地點的位置M、N；測量平拋射程OM、ON

(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為；若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式

為。［均用(2)中測量的量表示］

(4)碰撞的恢復系數(shù)的定義為e=一—其中V/和也分別是碰撞前兩物體的速度，匕和匕分別是碰撞后物

匕一匕

體的速度。彈性碰撞的恢復系數(shù)e=l,非彈性碰撞的e<l。寫出用測量(2)中的量表示恢復系數(shù)的表達式

e-o

6.用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接。

安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙，記下重錘線所指的位置。。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3,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、尸、N離。點的距離，即線段OM、OP、ON的長度。

小球1

A.應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下

B.斜槽軌道必須光滑

C.斜槽軌道末端必須水平

D.實驗過程中，白紙可以移動，復寫紙不能移動

E.小球1的質量應大于小球2的質量

(2)本實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量有o

A.A、B兩點間的高度差九

B.B點離地面的高度色

C.小球1和小球2的質量叫、m2

D.小球1和小球2的半徑r

(3)當所測物理量滿足表達式(用所測物理量的字母表示)時，即說明兩球碰撞守動量守恒定律。

如果還滿足表達式(用所測物理量的字母表示)時，即說明兩球碰撞時無機械能損失。

7.如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律。

S

(1)圖中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球電多次從斜軌上s位置由靜止釋放,

找到其平均落點的位置P,測量平拋射程OP。然后，把被碰小球加2靜置于軌道的水平部分，再將入射球

M從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球m相碰，并多次重復。接下來要完成的必要步驟是

A.用天平分別測量兩個小球的質量機/、m2

B.測量小球加開始釋放時的高度/7

C.測量拋出點距地面的高度X

D.分別找到""、他相碰后平均落點的位置/、N,測量。加、ON的長度

(2)為了盡量減小實驗誤差，兩個小球的質量應滿足如m2(選填或“=")；

(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為(用前面測量的量表示)。

【題型二】實驗的拓展創(chuàng)新

8.如圖1,某實驗小組用軌道和兩輛相同規(guī)格的小車驗證動量守恒定律。已知小車在水平軌道上運動所受

阻力正比于小車重力，驗證動量守恒定律實驗步驟如下：

圖1

甲車乙車

3/WWWVWI

4g)(orH§)(or

|||山甲||而甲||||川||而|川|||||||川甲|||||||甲山|蒲而|111甲|||||||甲|川山『

1516171819202122232425

圖2

①在小車上適當放置祛碼，分別測量甲車總質量外和乙車總質量明；

②將卷尺固定在水平軌道側面，零刻度線與水平軌道左端對齊。先不放乙車，讓甲車多次從傾斜軌道上擋

板位置由靜止釋放，記錄甲車停止后車尾對應刻度，求出其平均值尤。；

③將乙車靜止放在軌道上，設定每次開始碰撞位置如圖2所示，此時甲車車尾與水平軌道左端剛好對齊，

測出甲車總長度工(含彈簧)。在擋板位置由靜止釋放甲車，記錄甲車和乙車停止后車尾對應刻度，多次重

復實驗求出其對應平均值XI和X2；

④改變小車上祛碼個數(shù)，重復①、②、③步驟。

(1)由圖2得￡=cm；(選填“20”、"20.0”、”20.00")

(2)若本實驗所測的物理量符合關系式(用所測物理量的字母/、機2、與、xi、X2、L表示)，

則驗證了小車碰撞前后動量守恒；

(3)某同學先把6個50g的祛碼全部放在甲車上，然后通過逐次向乙車轉移一個祛碼的方法來改變兩車質量

進行實驗，若每組質量只采集一組位置數(shù)據(jù)，且碰撞后甲車不反向運動，則該同學最多能采集組有效

數(shù)據(jù)；

(4)實驗小組通過分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，碰撞前瞬間甲車的動量總是比碰撞后瞬間兩車的總動量略大，原因是

A.兩車間相互作用力沖量大小不等

B.水平軌道沒有調平，右側略微偏低

C.碰撞過程中彈簧上有機械能損失

D.碰撞過程中阻力對兩小車總沖量不為零

9.用如圖所示的裝置驗證碰撞中的動量守恒。小球。用不可伸長的細線懸掛起來，直徑相同的小球b放置

在光滑支撐桿上。細線自然下垂時兩球恰好相切，球心位于同一水平線上。己知重力加速度為g。實驗的主

要步驟及需解答的問題如下：

777777777777777

（1）測量出懸點到小球a球心的距離L小球a、b的質量分別為町、“Z;

（2）將小球a向左拉起使其懸線與豎直方向的夾角為4時由靜止釋放,與小球b發(fā)生對心碰撞后球a反彈，

球b做平拋運動，測得小球。向左擺到最高點時其懸線與豎直方向的夾角為％。貝小球隊6的質量大小

需滿足叫m2（選填或"="）；

（3）測量出碰撞后小球b做平拋運動的水平位移x,豎直下落高度〃，可知碰撞后小球b的速度大小為=

（4）若該碰撞中的總動量守恒，則需滿足的表達式為（用題中所給和測量的物理量表示）；

（5）碰撞中的恢復系數(shù)定義為6二耳，其中匕。、“分別是碰撞前兩物體的速度，匕、匕分別是碰撞

|V20-Vlo|

后兩物體的速度，則本次實驗中碰撞恢復系數(shù)的表達式為e=（用題中所給和測量的物理量表示）。

10.某同學設計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：如圖甲所示，長木板下墊一薄木片以

平衡摩擦阻力，在小車A的前端粘有橡皮泥，后端連著紙帶，推動小車A使之沿長木板做勻速直線運動，

然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動。電磁打點計時器所用交變電源

頻率為50Hz<,

橡皮泥電磁打點計時器___________________________________

（1）若已測得打點紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點間距（已標在圖上）。應選段來計算A和B碰后的

共同速度，其共同速度為m/s；（計算結果均保留3位有效數(shù)字）

⑵已測得小車A的質量機/=0.6kg,小車B的質量為m2=0.3kg,則碰前兩小車的總動量為kg-m/s,碰后

兩小車的總動量為kg-m/so（計算結果均保留3位有效數(shù)字）

11.如圖所示，用“碰撞實驗器”可以探究碰撞中的不變量。實驗時先讓質量為町的入射小球從斜槽軌道上

某一固定位置S由靜止開始滾下，從軌道末端。點水平拋出，落到與軌道。點連接的傾角為。的斜面上。

再把質量為色的被碰小球放在斜槽軌道末端，讓入射小球仍從位置S由靜止?jié)L下，與被碰小球碰撞后，分

別與斜面第一次碰撞留下各自的落點痕跡，M、P、N為三個落點的位置。（不考慮小球在斜面上的多次碰撞）

s

A.斜槽軌道不必光滑，入射小球每次釋放的初位置也不必相同

B.斜槽軌道末端必須水平

C.為保證入射球碰后沿原方向運動，應滿足入射球的質量/等于被碰球的質量外

(2)實驗中不易直接測定小球碰撞前后的速度，可以通過僅測量_____________,間接地解決這個問題。

A.小球開始釋放高度〃B.斜面的傾角。C.。點與各落點的距離

(3)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總動量守恒。

A.z/ij-OP=■0M+zn,-ONB.-ON=m[-OP+m,■OM

C.rr\■4OP=-\[OM+m2-JOND.?JON=;4.JOP+m,7OM

(4)如果該碰撞為彈性碰撞，則只需要滿足一個表達式，即=

12.圖甲是某同學設計的一個探究完全非彈性碰撞中不變量的實驗裝置。實驗時，長木板右端下面墊放小

木片用以平衡摩擦力，小車a的前端粘有橡皮泥，后端連著紙帶，推動小車。使之做勻速運動，然后與原來

靜止在前方的小車6相碰并粘合成一體，繼續(xù)勻速運動。已知電磁打點計時器所用的電源頻率為50Hz。

b撞針a打點計時器

長布板匚%橡皮泥My

(1)若獲得的紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點間距(已標在圖上)。A為運動的起始點，則應選段

來計算。車的碰前速度(選填“8(二或"D￡，)。

~BCDE\

????????????????????????/

cmK------->+*------------------------------------>1

25.2034.5027.24、20….25\\

乙

(2)已測得小車”的質量叫=0.30kg,小車6的質量為生=0.20kg,由以上測量結果可得碰后系統(tǒng)總動量為一

kg-m/So(結果保留三位有效數(shù)字)

(3)若打點計時器的實際工作頻率高于50Hz,而實驗者仍按照50Hz的頻率來分析，你認為對實驗結論(選

填“有”或“無”)影響。

13.某同學利用圖甲所示的裝置進行“驗證動量守恒定律”的實驗。在水平地面上依次鋪上白紙、復寫紙，記

下小球拋出點在記錄紙上的垂直投影點。。實驗時，先調節(jié)軌道末端水平，使A球多次從斜軌上位置P靜

止釋放，根據(jù)白紙上小球多次落點的痕跡找到其平均落地點的位置E.然后，把半徑相同的B球靜置于水

平軌道的末端，再將A球從斜軌上位置P靜止釋放，與B球相碰后兩球均落在水平地面上，多次重復上述

A球與B球相碰的過程，根據(jù)小球在白紙上多次落點的痕跡(圖乙為B球多次落點的痕跡)分別找到碰后

兩球落點的平均位置。和足用刻度尺測量出水平射程。。、OE、OF.用天平測得A球的質量為根A，B

球的質量為。

(1)關于實驗器材，下列說法正確的是；

A.實驗軌道必須光滑

B.該實驗不需要秒表計時

C.A球的質量可以小于B球的質量

(2)關于實驗操作，下列說法正確的是

A.實驗過程中白紙和復寫紙可以隨時調整位置

B.A球每次必須從同一位置由靜止釋放

C.B球的落點并不重合，說明該同學的實驗操作出現(xiàn)了錯誤

(3)實驗直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，該同學認為可以“通過測量小球做平拋運動的水平射程來

代替小球碰撞前后的速度”，這樣做的依據(jù)是—。

(4)若滿足關系式—，則可以認為兩球碰撞前后動量守恒(用所測物理量表示)。

1.某實驗小組利用桌面上的實驗裝置完成以下兩次探究實驗。

（1）給小車A向右的初速度使之與小車B碰撞，碰撞后兩車連接成一個整體，紙帶打出的點跡如圖乙所示，

若已知0~2之間的間距x/=2.00cm,5?7之間的間距尤2=1.28cm,則碰撞前兩小車的總動量p/為kg-m/s,

碰撞后兩小車的總動量P2為kg.m/s,若在誤差允許范圍內二者相等，則說明碰撞過程滿足動量守恒定

律。（結果保留2位小數(shù)）。

（2）如圖丙所示，將小車B撤下去，在小車A右端安裝拉力傳感器，輕繩左端系在拉力傳感器上，右端通過

定滑輪下端連著祛碼和祛碼盤，小車在運動過程中，拉力傳感器的讀數(shù)為「小車左端打出的紙帶如圖丁所

示，該圖中若已知0~2之間的間距尤3,5~7之間的間距山，小車A（含拉力傳感器）的質量為小，若滿足公

式（用F、X3、X4、T、加表示）則動量定理得以驗證。

2.某實驗小組利用單擺測量當?shù)氐闹亓铀俣?，設計了如圖（a）所示的裝置：

①在。點安裝力傳感器并與細線的一個端點固定，細線另一端系一個小球A；

②在。'點懸掛體積與A相同的小球B,調節(jié)連接B球的細線長度，使兩擺線的長度均為L,兩細線保持自

然下垂且平行，A、B兩球恰好接觸；

③將小球A小角度拉至同一豎直面內的C點由靜止釋放，運動到最低點與B球發(fā)生對心正碰（A、B每次

碰撞均為彈性碰撞，碰撞時間極短可忽略不計），不計空氣阻力。

⑴用10分度的游標卡尺測量小球A的直徑4,游標卡尺的示數(shù)如圖（b）所示，讀出"=mm；

（2）A、B球質量分布均勻，碰撞時，要發(fā)生速度交換，貝2A（選填或“<”）；

（3）在滿足（2）的條件下，得到的圖（c）是與拉力傳感器連接的計算機屏幕所顯示的尸T圖像，根據(jù)圖像

可知擺球A的運動周期r=,測得重力加速度8=（用乙、d、歸表示）。

3.在汽車安全裝置的開發(fā)過程中，需要進行汽車碰撞試驗，包括實車撞墻和滑車互撞試驗。對不同品牌的

A、B車進行試驗，兩車質量分別為mA=800kg和=1000kg。

（1）在實車撞墻實驗中，如圖甲為碰撞測試安全氣囊彈出的情境。該過程安全氣囊的作用是通過

（填“增大”或“減小”）作用時間，減小駕乘人員因劇烈碰撞產(chǎn)生的作用力。分別用A、B車進行撞墻試驗時，

碰前速度均為60km/h,測試數(shù)據(jù)如圖乙，通過數(shù)據(jù)可以判斷（填“A”或"B”）車受到的平均沖擊

力較大。

（2）用A、B兩車進行滑車互撞試驗，行駛速度為VB=30HI/S的B車與靜止的A車碰撞，碰后B車速度大小

為"B=10m/s,方向不變，碰撞時間很短且處于同一水平面上。求：

（i）碰撞過程中B車的動量變化量大小

（ii）碰撞后瞬間A車的速度大小

4.小明同學在實驗室做“探究碰撞中動量守恒”實驗。如圖所示，把一“L”形長木板固定在水平桌面上，在長

木板的左端固定一水平輕質彈簧。取兩個材質相同，質量不同的小長方形物塊A和B備用。實驗步驟：把

物塊A放在長木板上彈簧的右側，向左推物塊A壓縮彈簧直至A到尸點。再由靜止釋放物塊A,物塊A最

終停在長木板上，標記物塊A停止的位置，在物塊A運動的路徑上適當位置標記一點。測出物塊A停止

位置到。點的距離。重復上述過程多次，每次都由尸點靜止釋放物塊A,計算。點到停止距離的平均值與。

將物塊B靜置與長木板上的。點，重新從P點釋放物塊A,兩者發(fā)生碰撞，測出物塊A停止時到。點的距

離和物塊B停止時到。點的距離。如圖所示，重復多次，分別計算距離的平均值計為汽和尤2。（假設A返

回運動過程中不與彈簧接觸）

圖乙

(1)為探究動量是否守恒，還需要測出______(寫出測量物理量的名稱及表示的字母)，且一定滿足。

(用測量的字母以及題中的字母表示)

(2)若關系式禽+?=中成立，則可得出結論：物塊A、B碰撞過程中動量守恒。若要進一步驗

證物塊A、B的碰撞是否為彈性碰撞，則應驗證關系式?=是否成立。(選用與、耳、龍2和測量物理

量的字母表示)

5.某同學估測玩具槍子彈從槍口射出的速度，設計了如下實驗：取一個乒乓球。在球上挖一個小圓孔，向

球內填一些橡皮泥，把乒乓球放在桌面的邊緣處，再將玩具槍裝彈上弦，支在桌面上水平瞄準球的圓孔，

扣動扳機后子彈射入孔中，與乒乓球一同水平拋出。在地面上鋪上白紙和復寫紙記錄乒乓球的落點，多次

重復實驗確定平拋的水平距離。

(1)下列是本實驗必要操作的是o

A.桌面必須光滑

B.保持槍管水平

C.檢查桌面末端的切線是否水平，將乒乓球放置在末端，使球心與末端在同一豎直線上

D.實驗過程中必須用到重垂線，以便確定乒乓球平拋的水平位移

E.復寫紙鋪在白紙的上面，實驗過程中復寫紙和白紙可以隨時拿起來看印跡是否清晰并進行移動

(2)下列提供的器材中，本實驗必需的有o

A.打點計時器B.刻度尺C.天平D.秒表

(3)測得子彈的質量為叫，乒乓球(含橡皮泥)的總質量為“，乒乓球平拋的豎直距離為/?.水平距離為/,

當?shù)刂亓铀俣却笮間,則玩具槍子彈從槍口射出的速度大小為o

6.某物理學習小組設計了如圖所示的實驗裝置，測定重力加速度，驗證動量守恒定律。

（1）將小球A靜止懸掛，使其輕觸桌面與桌面無作用力，測量懸點到球心的距離為心

（2）桌上不放8球，用手將A球拉開一個小角度后釋放，小球過最低點開始計時并計數(shù)為0,直到小球第

"次通過最低點測得所用時間為則單擺的周期T=,利用單擺的周期公式求得重力加速度

g=o（用工、n、f表示）

（3）用天平測出A、2兩球的質量"ZB,將小球2放在水平桌面邊緣，把A球向左拉開角度。后釋放,

碰撞后A向左擺起的最大角度為呢小球2落在水平地面P點，測出桌面邊緣離地的高度為人，OP=x.

計算出A球碰前的速度大小為V0,碰后的速度大小為V4,8球碰后的速度大小為則：

?vo=、VA=、VB-；（用g、彳、h、L、0、a表示）

②若滿足關系式（用7陽、V。、丫4、VB表示），則2兩球碰撞過程中動量守恒。

7.如圖所示，某實驗小組用軌道和兩輛相同規(guī)格的小車驗證動量守恒定律。該小組首先通過實驗驗證了小

車在水平軌道上運動所受阻力正比于小車重力，然后驗證動量守恒定律實驗步驟如下：

,甲車乙車

二0一蟹軌道,

祛碼凸昌昌昌◎卷尺水平軌道

①在小車上適當放置祛碼，分別測量甲車總質量外和乙車總質量性;

②將卷尺固定在水平軌道側面，零刻度與水平軌道左端對齊。先不放乙車，讓甲車多次從傾斜軌道上擋板

位置由靜止釋放，記錄甲車停止后車尾對應刻度，求出其平均值%;

③將乙車靜止放在軌道上，設定每次開始碰撞位置如圖所示，此時甲車車尾與水平軌道左端剛好對齊，測

出甲車總長度（含彈簧）￡o由擋板位置靜止釋放甲車，記錄甲車和乙車停止后車尾對應刻度，多次重復實

驗求出其對應平均值XI和X2；

④改變小車上祛碼個數(shù)，重復①、②、③步驟。

（1）關于“實驗中設置擋板以保證甲車每次從同一位置靜止釋放”的討論，下列說法正確的（單選）；

A.可以實現(xiàn)平衡甲車的摩擦力

B.確保每次甲車尾部到達水平軌道左端時速度相等

C.完全沒必要設置擋板，可從任意位置釋放

（2）若本實驗所測的物理量符合關系式：叫返=（用所測物理量的字母表示），則驗證了小車碰撞前后

動量守恒；

（3）某同學先把6個20g的祛碼全部放在甲車上，然后通過逐次向乙車轉移一個祛碼的方法來改變兩車質量

進行實驗，若每組質量只采集一組位置數(shù)據(jù)，則該同學最多能采集組有效數(shù)據(jù)；

（4）分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，碰撞前瞬間甲車的動量總是（選填“小于”、“等于”或“大于”）碰撞后瞬間兩車

的總動量。

8.某同學用如圖所示的裝置研究小球碰撞過程的動量守恒：水平桌面上固定末端水平的斜槽，斜面體固定

在水平地面上，斜槽末端與斜面體頂端等高且無縫對接，進行如下操作（不計空氣阻力的影響）：

m

=

^7777777/777777/777777777777777777777777777777

a.先讓質量為嗎的小球1從斜槽上適當高度由靜止釋放，從末端平拋后落在斜面體上，記錄落點位置尸以

及從斜槽末端水平飛出至尸點的時間為，。；

b.再將質量為？（叫＞?）的小球2靜置于斜槽末端，讓小球1再次從斜槽由靜止滑下，碰后兩球均落在

斜面體上，分別記錄小球1、2落點位置河、N以及從斜槽末端水平飛出至M、N點的時間為乙、與。

回答下列問題：

（1）為完成實驗，小球1、2的直徑應滿足4d2,步驟b中小球1再次釋放的高度應______步驟。中

釋放的高度（均選填“大于”“等于”或“小于”）；

（2）為驗證動量守恒定律，需驗證等式成立即可（用題中所給字母表示）。

9.某實驗小組用如圖1所示裝置來驗證兩個小球在斜槽末端碰撞時的動量守恒。A、B為兩個小球，質量

分別為叫、在。實驗時斜槽末端已調水平，可記錄小球落點位置的接球板水平放置，讓入射球A多次從斜

軌上E點靜止釋放，平均落點為:；再把被碰小球B放在水平軌道末端靜止，再將入射小球A從斜軌上同

一位置E靜止釋放，與小球B相撞，并多次重復，分別記錄兩個小球碰后的平均落點Nla

（1）關于該實驗的要求，說法正確的一項是（選填選項前面的字母）。

A.小球A的質量叫應大于小球2的質量心B.斜槽軌道必須是光滑的

C.必須測出E點到斜槽末端的高度D.小球A的半徑可以小于小球8的半徑

（2）圖1中。點為斜槽末端在接球板上的豎直投影點，實驗中，測出。河|、?！辍?。乂的長度分別為4、9、

W，若兩球碰撞時動量守恒，則滿足的表達式為（用題中給定的物理量符號表示）。

（3）僅改變接球板的放置（如圖2）,把接球板豎直放在斜槽末端的右側，。點為碰前B球球心在接球板上的

水平投影點。使小球A仍從斜槽上E點由靜止釋放，重復上述操作，在接球板上得到三個平均落點、鳥、

%。小球A與小球8相碰后，小球B撞在接球板上的（選填“加?”、“鳥”或“M”）點。測出0心、

?！?、長度分別為％、上、為，若兩球碰撞時動量守恒，則滿足的表達式為（用題中給定的物

理量符號表示)。

10.如圖甲，為某實驗小組設計的用打點計時器驗證動量守恒定律的裝置。實驗方案是：長木板置于水平

桌面上，小車心6置于木板上，小車。的前端粘有橡皮泥，輕推小車。，給小車a—初速度使其運動，之

后與靜止小車6相碰并粘成一體，二者繼續(xù)運動。在小車。后面連接著紙帶，打點計時器使用電源頻率為

50Hz,通過對紙帶測量求得a車碰撞前后的速度。再測得兩車質量，進而驗證動量守恒定律。

打點計時器

\ab

紙叼叫匚J口_______________________________單位：cm

?I_OABCD^

廠工…工…匚?[一

118.40110.5019.0816.951

甲乙

(1)上述實驗方案中存在的一處重大實驗缺陷是;

(2)該同學對實驗方案進一步完善后進行實驗，打出如圖乙所示的紙帶，并測得各計數(shù)點間距離，O為運動

起點，小車。碰撞前的速度v“=m/s,小車。和6碰撞后的共同速度丫必=m/s(計算結果

保留3位有效數(shù)字)；

(3)已測得小車a的質量也=0.40kg，小車b的質量?=0.20kg,由以上測量結果可得系統(tǒng)碰撞前總動量

為kg-m/s,碰撞后系統(tǒng)總動量為kg-m/s(計算結果保留3位有效數(shù)字)，由此得出的實驗

結論是;

(4)該小組另一同學做該實驗時，通過改變兩小車質量及小車。的初速度進行多次實驗，發(fā)現(xiàn)碰撞后系統(tǒng)總

動量總是大于碰撞前系統(tǒng)總動量，最可能的原因是(寫出一條即可)。

11.如圖甲所示，讓兩個小球在斜槽末端碰撞來驗證動量守恒定律。

(1)關于本實驗，下列做法正確的是(填選項前的字母)。

A.實驗前，調節(jié)裝置，使斜槽末端水平

B.選用兩個半徑不同的小球進行實驗

C.用質量大的小球碰撞質量小的小球

(2)圖甲中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影，首先，將質量為mi的小球從斜槽上的S位置由靜止釋放，

小球落到復寫紙上，重復多次。然后，把質量為祖2的被碰小球置于斜槽末端，再將質量為如的小球從S

位置由靜止釋放，兩球相碰，重復多次。分別確定平均落點，記為M、N和尸(P為“”單獨滑落時的平均

落點)。

乙

a.圖乙為實驗的落點記錄，簡要說明如何確定平均落點—；

b.分別測出。點到平均落點的距離，記為。尸、。/和ON。在誤差允許范圍內，若關系式—成立，即可

驗證碰撞前后動量守恒。

(3)受上述實驗的啟發(fā)，某同學設計了另一種驗證動量守恒定律的實驗方案。如圖丙所示，用兩根不可伸長

的等長輕繩將兩個半徑相同、質量不等的勻質小球懸掛于等高的。點和點，兩點間距等于小球的直徑。

將質量較小的小球1向左拉起至A點由靜止釋放，在最低點2與靜止于C點的小球2發(fā)生正碰。碰后小球

1向左反彈至最高點⑷，小球2向右擺動至最高點測得小球1,2的質量分別為m和弦長A8=//、

A'B=收CD=l3o

丙

推導說明，m、M、11、b、刀滿足關系即可驗證碰撞前后動量守恒。

12.如圖所示，用下面實驗器材可以驗證兩個小球碰撞前后的動量是否守恒。圖中。點是小球拋出點在地

面上的垂直投影，M、P、N三點是小球地面上的平均落點。

--]、.=-r屋二：----

\\H

'7777777777777/77777777777777777777777777777777777777777777777'

IOMPNL

(1)為完成這個實驗，除了測出小球的質量外，還需要測量一；(填選項前的編號)

A.小球拋出點距地面的高度H

B.小球開始釋放高度/?

C.從兩小球相碰到兩球落地的時間t

D.小球如單獨滾下時做平拋運動的水平距離和兩小球〃”、彼碰撞后各自飛出的水平距離

(2)下列說法正確的是_；(填選項前的編號)

A.該實驗無需調節(jié)斜槽軌道末端的切線水平

B.實驗選取的小球一定是兩個半徑相等，質量不等的小球

C.應該選質量小的小球作為入射小球

D.如果每次入射小球都從同一高度靜止釋放，那落點應該在同一點，所以只需做一次實驗就可確定落點從

而測出水平位移

(3)學生在實驗中，完成實驗記錄數(shù)據(jù)如下表所示

m；/gm?/gOM/cmON/cmOP/cm

20.010.010.1040.0230.15

為了達到“驗證動量守恒”的實驗目的，需要驗證的表達式為(用上述表格中的物理量符

號表示)。根據(jù)上表中的實驗數(shù)據(jù)，可得到的實驗結論是o

13.在用圖示的裝置驗證動量守恒定律時，實驗步驟如下：

①先不放靶球B,將入射球A從斜槽上某點由靜止釋放，落到白紙上某點，重復該動作10次，把10次落

點用一個最小的圓圈起來，圓心標為尸點；

②在斜槽末端放上球B,將球A從斜槽上同一位置由靜止釋放，與球B碰后落到白紙上某兩點，重復該動

作10次，把A、B兩球10次落點分別用一個最小的圓圈起來，圓心分別標為N點；

③分別測量斜槽末端豎直投影點。到P、N的距離分別為川、X2、尤3?；卮鹣铝袉栴}：

(1)以下實驗條件正確的是一。

A.斜槽必須光滑且末端切線水平B.測量斜槽末端距白紙的高度〃

C.小球A、B直徑必須相同D.兩球的質量關系滿足7加＞：陽

(2)用最小圓的圓心定位小球落點的目的是通過多次測量取平均值以減小(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)o

(3)若A、B兩球的質量分別為機A、mB,實驗中需驗證的關系是—(用題中字母表示)。

(4)若某次實驗中得出的落點情況如圖乙所示，則說明該碰撞(“是”或“否")為彈性碰撞。

14.如圖(a)是第四次天宮課堂中的小球斜碰大球實驗，為了驗證天宮課堂斜碰實驗中動量是否守恒，利

用仿真物理實驗室軟件模擬航天員的數(shù)據(jù)，結合頻閃照相和留下質心軌跡的技術得到如圖(b)的結果，并

且把每一大格10cm的橫縱坐標分成了更精細的10等分。為方便精密計算球的位置，設水平向右為x軸正方

向，豎直向上為y軸正方向，網(wǎng)格每大格為lOcmx10cm,初狀態(tài)，質量為500g,半徑為49.5mm的大

鋼球靜止在質心坐標(30cm,0.1cm)處，小鋼球質量加=100g,從質心坐標(70cm,1cm)處沿x軸負方向向大

球運動，從小球出發(fā)開始，每隔2s記錄兩球位置。

⑴碰撞前小球的動量為Po=kg-cm/s(保留2位有效位數(shù))。

(2)若碰撞后小球的水平、豎直分速度分別為％、%,大球的水平、豎直分速度分別為也c、物■,要用計算法

驗證碰撞過程中動量是否守恒，可驗證兩個公式，即：P°=和0=(用已知量和測定量的

字母表示)。

(3)請你再提供一種簡略方法驗證碰撞過程系統(tǒng)動量是否守恒：=

(4)實驗結果表明，在誤差允許的范圍內，碰撞過程中兩球組成的系統(tǒng)動量________(填“守恒”或“不守恒”)o

15.如圖1所示為“驗證動量守恒定律”實驗裝置，實驗室提供的球是半徑相等的鋼球