2025年高二物理同步培優(yōu)講練（人教版選擇性必修第一冊）1.4 實驗：驗證動量守恒定律 （原卷版）

1.4實驗：驗證動量守恒定律

01學(xué)習(xí)目標(biāo)

物理素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.物理觀念:通過實驗用不同的方法探究碰童中的1.能依據(jù)已有知識合理設(shè)計實驗方案。

動量守恒.2.能合理地選擇實驗器材，獲得實驗數(shù)據(jù)，分析實

2.科學(xué)思維:領(lǐng)會探究碰童動量守恒的基驗數(shù)據(jù)，形成結(jié)論。

3.科學(xué)探究:能利用已有知識設(shè)計實驗方案，完成對3.能撰寫實驗報告，用學(xué)過的物理術(shù)語、圖表等交

動量守恒定律的驗證。流本實驗的探究過程與結(jié)論。

4.科學(xué)態(tài)度與價值觀:通過實驗得到一維碰童中的4.堅持實事求是，在合作中既能堅持觀點又能修正

動量守恒定律的表達(dá)式，體會物理學(xué)中的科學(xué)探究精錯誤。

神。培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度。

重點關(guān)注：①動量守恒定律②碰撞過程是一維碰撞

02思維導(dǎo)圖

03知識梳理

（一）課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識

一、實驗思路

1．動量守恒定律的適用條件：系統(tǒng)不受外力或者所受外力的矢量和為0。

2．實驗原理：由于發(fā)生碰撞時作用時間很短，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，因此碰撞滿足動量守恒定律的條件。在

一維碰撞的情況下，設(shè)兩個物體的質(zhì)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(tǒng)所受合外力為零，則系統(tǒng)的動量守恒，則m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。

二、方案1：研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時的動量守恒

1．實驗裝置：如圖所示

實驗器材：氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計時器、天平、滑塊(兩個)、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮

泥、擋光片等。

2．物理量的測量

(1)質(zhì)量的測量：用天平測量兩滑塊的質(zhì)量m1、m2。

d

(2)速度的測量：v，式中的d為滑塊上擋光片的寬度，Δt為數(shù)字計時器顯示的滑塊上的擋光片經(jīng)

t

過光電門的時間。

3．本實驗研究以下幾種情況

(1)選取兩個質(zhì)量不同的滑塊，在兩個滑塊相互碰撞的端面裝上彈性

碰撞架(圖1.4-2),滑塊碰撞后隨即分開。

(2)在兩個滑塊的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥(圖1.4-3)，碰撞時撞

針插入橡皮泥中，使兩個滑塊連成一體運動。如果在兩個滑塊的碰撞端

分別貼上尼龍拉扣，碰撞時它們也會連成一體。

(3)原來連在一起的兩個物體，由于相互之間具有排斥的力而分開，

這也可視為一種碰撞。這種情況可以通過下面的方式實現(xiàn)。在兩個滑塊

間放置輕質(zhì)彈簧，擠壓兩個滑塊使彈簧壓縮，并用一根細(xì)線將兩個滑塊

固定。燒斷細(xì)線，彈簧彈開后落下，兩個滑塊由靜止向相反方向運動(圖

1.4-4)。。

4．實驗步驟：(以上述3中第(1)種情況為例)

(1)安裝氣墊導(dǎo)軌，接通電源，給導(dǎo)軌通氣，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平。

(2)在滑塊上安裝好擋光片、彈性碰撞架、光電門等，測出兩滑塊的

質(zhì)量m1和m2。

(3)用手撥動滑塊使其在兩數(shù)字計時器之間相碰?；瑝K反彈越過數(shù)字計時器之后，抓住滑塊避免反復(fù)碰

撞。讀出兩滑塊經(jīng)過兩數(shù)字計時器前后的4個時間。

(4)改變碰撞速度，或采用運動滑塊撞擊靜止滑塊等方式，分別讀出多組數(shù)據(jù)，記入表格。

5．?dāng)?shù)據(jù)分析

在確保擋光片寬度d一致的前提下，可將驗證動量守恒定律m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′變?yōu)轵炞C

mmmm

1212。

tt

12t1t2

6．注意事項

(1)氣墊導(dǎo)軌要調(diào)整到水平。

(2)安裝到滑塊上的擋光片寬度適當(dāng)小些，計算速度會更精確。

三、方案2：研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒

1．實驗裝置：實驗裝置如圖示。將斜槽固定在鐵架臺上，使槽的末端水平。讓一個質(zhì)量較大的小球(入射

小球)從斜

槽上滾下，跟放在斜槽末端的另一個大小相同、質(zhì)量較小的小球(被碰小球)發(fā)生正碰。

使入射小球從斜槽不同高度處滾下，測出兩球的質(zhì)量以及它們每次碰撞前后的速度,就可以驗證動量守

恒定律。

實驗器材：鐵架臺，斜槽軌道，兩個大小相等、質(zhì)量不同的小球，鉛垂線，復(fù)寫紙，白紙，天平，刻度

尺，圓規(guī)，三角板等。

2．物理量的測量

(1)質(zhì)量的測量：用天平測量兩小球的質(zhì)量m1、m2。

(2)速度的測量：兩球碰撞前后的速度，可以利用平拋運動的知識求出。

3．實驗步驟：

(1)不放被碰小球，讓質(zhì)量為m1的入射小球從斜槽上某一位置由靜止?jié)L下，記錄平拋的落點P及水平位

移OP。

(2)在斜槽水平末端放上質(zhì)量為m2的被碰小球，讓入射小球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落點M、N及水平位移OM、ON。

(3)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(jìn)行多次實驗，然后用圓規(guī)畫盡量小的圓把小球所有的落點都圈在里面，其圓心

即為小球落點的平均位置。

4．?dāng)?shù)據(jù)分析

由OP＝v1t，OM＝v1′t，ON＝v2′t，

OPOMON

得v,v,v。

1t1t2t

可知，小球碰撞后的速度之比等于它們落地時飛行的水平距離之比，因此這個實驗可以不測量速度的

具體數(shù)值，只需驗證m1·OP＝m1·OM＋m2·ON是否成立就可以驗證動量守恒定律是否成立。

5．注意事項

(1)斜槽末端的切線必須水平。

(2)入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放。

(3)入射球的質(zhì)量m1大于被碰球的質(zhì)量m2。

(4)實驗過程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變。

(5)不需要測量速度的具體數(shù)值，將速度的測量轉(zhuǎn)化為水平距離的測量。

四、誤差分析

1．系統(tǒng)誤差：主要來源于裝置本身是否符合要求。

(1)碰撞是否為一維。

(2)實驗是否滿足動量守恒的條件，如氣墊導(dǎo)軌是否水平，用長木板實驗時是否平衡掉摩擦力，兩球是

否等大等。

2．偶然誤差：主要來源于質(zhì)量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的測量。

04題型精講

【題型一】方案1：研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時的動量守恒

【典型例題1】（2024高三下·甘肅·學(xué)業(yè)考試）某同學(xué)用如圖甲所示的裝置“驗證動量守恒定律”，氣墊導(dǎo)軌

上放置著帶有遮光板的滑塊P、Q。

(1)為了減小實驗誤差，使用氣墊導(dǎo)軌的主要目的是__________。

A．保證兩個滑塊碰撞時是一維的

B．噴出的壓縮空氣減小滑塊速度

C．使滑塊與導(dǎo)軌不直接接觸，減小噪聲

D．減小滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦力

(2)如圖乙用螺旋測微器測量遮光板寬度d=mm。

(3)測得P、Q的質(zhì)量分別為m1和m2，左、右遮光板的寬度分別為d1和d2。實驗中，使兩個滑塊之間的

輕彈簧處于壓縮狀態(tài)，并用細(xì)線將兩個滑塊連接，然后燒斷細(xì)線，輕彈簧將兩個滑塊彈開，測得它們通

過光電門的時間分別為t1、t2；用題中測得的物理量表示動量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式為（用t1、

t2、d1、d2、m1、m2表示）。

(4)若左、右遮光板的寬度相同，第（3）問中動量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式可簡化為（用題中字

母表示）

【對點訓(xùn)練1】（23-24高二下·河北滄州·階段練習(xí)）某實驗小組設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置測速度并驗

證動量守恒定律。

(1)圖中水平桌面上放置氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上有光電門1和光電門2，它們與數(shù)字計時器相連，彈性滑塊A、

B質(zhì)量分別為mA、mB，兩遮光片沿運動方向的寬度均為d，利用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度，測量結(jié)果

如圖乙所示，遮光片的寬度d=cm；

(2)實驗先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌成水平狀態(tài)，再輕推滑塊A，測得A通過光電門1的遮光時間為t1=0.01s，A與

B相碰后，B和A先后經(jīng)過光電門2的遮光時間分別為t2和t3，碰前A的速度大小為vA=m/s；

(3)實驗中為確保碰撞后滑塊A不反向運動，則mA、mB應(yīng)滿足的關(guān)系是mA（填“大于”“等于”

或“小于”）mB；

(4)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式（用字母mA、mB、t1、t2、t3表示），則可認(rèn)為驗

證了動量守恒定律。

【題型二】方案2：研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒

【典型例題1】（2024·青海玉樹·模擬預(yù)測）在做“驗證碰撞中的動量守恒定律”實驗中，裝置如圖甲所示。

(1)需要的測量儀器或工具有________。

A．刻度尺B．天平（帶砝碼）C．秒表D．圓規(guī)

(2)必須要求的條件是________。

A．入射球和被碰球必須質(zhì)量相等

B．斜槽軌道末端的切線必須水平

C．斜槽軌道應(yīng)盡量光滑以減小誤差

D．入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止下滑

(3)某次實驗中得出的落點情況如圖乙所示，假設(shè)碰撞過程中動量守恒，則入射小球質(zhì)量m1和被碰小球質(zhì)

量m2之比為。

【對點訓(xùn)練1】（23-24高二下·北京豐臺·期中）用如圖所示的裝置驗證“動量守恒定律”。實驗時先讓A球從

斜槽上某一固定位置由靜止釋放，P點為A球落點的平均位置；再把半徑相同的B球放在水平軌道末

端，將A球仍從原位置由靜止釋放，M、N分別為A、B兩球碰撞后落點的平均位置。O點是水平軌道

末端在記錄紙上的豎直投影點，O、M、P、N位于同一水平面上。

(1)除了圖中器材外，完成本實驗還必須使用的器材有（選填選項前的字母）。

A．天平B．刻度尺C．秒表D．圓規(guī)

(2)實驗中能夠把速度的測量轉(zhuǎn)化為位移的測量的必要操作是

A．安裝軌道時，軌道末端必須水平B．每次必須從同一個高度靜止釋放小球

C．實驗中兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m?>m?D．軌道應(yīng)當(dāng)盡量光滑

(3)某次實驗中得出的落點情況如圖2所示，若測量數(shù)據(jù)近似滿足關(guān)系式（用m1、m2、OM、

OP、ON）則說明兩小球碰撞過程中動量守恒。若忽略實驗中的測量誤差，帶入上式可判斷入射小球質(zhì)

量m1和被碰小球質(zhì)量m2之比為。

05強(qiáng)化訓(xùn)練

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】

1．（23-24高三下·河北滄州·階段練習(xí)）用如圖甲所示的實驗裝置來驗證動量守恒定律。水平導(dǎo)軌上有兩個

靜止的小車A和B，小車A上方裝有遮光片，前方固定撞針，小車B后方固定橡皮泥。輕推小車A，小

車A經(jīng)過光電門1后，與靜止的小車B碰撞，然后兩小車一起再通過光電門2。光電門會分別記錄下遮

光片的擋光時間。

(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，結(jié)果如圖乙所示，則遮光片的寬度dmm。

(2)若某次實驗中，光電門1記錄的遮光時間t10.015s，光電門2記錄的遮光時間t20.032s，小車A（含

撞針、遮光片）的總質(zhì)量為203g，小車B（含橡皮泥）的總質(zhì)量為202g，則兩小車碰撞前，小車A通

過光電門1的速度大小v1m/s，碰撞后兩小車的總動量大小p2kgm/s。

（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

(3)為了減小實驗誤差，兩個光電門放置的位置應(yīng)適當(dāng)（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）一些。

2．（23-24高二下·廣東佛山·期中）某同學(xué)利用如圖甲所示裝置驗證動量守恒定律，實驗步驟如下：

(1)氣墊導(dǎo)軌上安裝了1、2兩個光電門，滑塊B上固定一豎直遮光條，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d，

接通氣源后，將滑塊B輕放在導(dǎo)軌上，給其一初速度，若通過光電門1的時間大于通過光電門2的時

間，則可通過調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕P使導(dǎo)軌左端的高度________（“升高”或“降低”），直到使輕推

后的滑塊B通過光電門1的時間__________（填“大于”“小于”或“等于”）通過光電門2的時間，即說明

滑塊B在氣墊導(dǎo)軌上近似做___________運動。

(2)滑塊A的右端、滑塊B的左端均裝有粘扣（如圖乙所示），用天平測出滑塊A（含粘扣）的總質(zhì)量

m1和滑塊B（含粘扣和遮光條）的總質(zhì)量m2，將滑塊A靜置于兩光電門之間，滑塊B靜置于光電門2

右側(cè)，推一下滑塊B，使其獲得水平向左的速度，測得滑塊B經(jīng)過光電門2的擋光時間為t1，滑塊B

和滑塊A碰后粘在一起向左運動，經(jīng)過光電門1記錄的擋光時間為t2。用上述物理量驗證該碰撞過程

動量守恒，則他要驗證的關(guān)系式是_______________（用題給字母表示）。

(3)碰撞過程損失的機(jī)械能表達(dá)式為E=____________（用題給字母表示）。

3．（23-24高二下·河北·開學(xué)考試）某小組同學(xué)在實驗室用氣墊導(dǎo)軌驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖（a）

所示。

(1)兩遮光條沿運動方向的寬度均為d，用螺旋測微器測其寬度，如上圖（b）所示讀數(shù)為mm。

(2)實驗室有兩組滑塊裝置，甲組兩個滑塊的碰撞端面裝上彈性碰撞架，乙組兩個滑塊的碰撞端面分別

裝上撞針和橡皮泥，若要求碰撞過程動能損失最小，應(yīng)選擇（填“甲”或“乙”）組的實驗裝置。

(3)用天平測得滑塊A、B的質(zhì)量（均包括遮光條）分別為mA、mB，調(diào)整好氣墊導(dǎo)軌水平后，將滑塊A

向左彈出，與靜止的滑塊B發(fā)生碰撞，此過程可視為彈性碰撞，與光電門1相連的計時器顯示的擋光

時間先后為t1和t2，與光電門2相連的計時器顯示的時間為t3，從實驗結(jié)果可知兩滑塊的質(zhì)量滿足mA

mB（填“>”“<”或“=”）；滑塊A、B碰撞過程中滿足表達(dá)式______________（用所測物理量的符號t1、t2、

t3、mA、mB表示），則說明碰撞過程中動量守恒。

(4)若碰撞為彈性碰撞，則還應(yīng)該滿足的等式為________________（只用所測物理量的符號t1、t2和t3表

示）。

4．（23-24高一下·重慶·期中）如圖所示，某同學(xué)用“碰撞實驗器”驗證動量守恒定律。

(1)實驗中，下列物理量需要測量的為_______________（填選項前的符號）。

A．小球開始釋放的高度h

B．小球拋出點距地面的高度H

C．小球做平拋運動的射程OM、OP、ON

(2)入射球A的質(zhì)量為m1，被碰球B的質(zhì)量為m2，為完成實驗需要m1_____m2（選填“＞”、“＜”“＝”）。

(3)若要兩球相碰前后的動量守恒，則應(yīng)驗證的表達(dá)式可表示為_______________（用m1、m2、OM、OP、

ON表示）。

(4)該同學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，A、B間碰撞不是彈性碰撞，以下哪些表達(dá)式能支持該同學(xué)的結(jié)論

_________。

A．OMOPON

B．OMOPON

m

C．2OM12ON

m1

m

D．2OM12ON

m1

5．（2024·北京海淀·二模）用如圖1所示裝置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(guān)

系。圖2中O點是小球拋出點在地面上的豎直投影。實驗時先讓a球多次從斜槽上某一固定位置C由

靜止釋放，其平均落地點的位置為P。再把b球放在水平軌道末端，將a球仍從位置C由靜止釋放，a

球和b球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)操作多次，其平均落地點的位置為M、N。

測量出a、b兩個小球的質(zhì)量分別為m1、m2m1m2，OM、OP、ON的長度分別為x1、x2、x3。

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

號），間接地解決這個問題。

A．小球開始釋放高度h

B．小球拋出點距地面的高度H

C．小球做平拋運動的水平位移

(2)關(guān)于本實驗的條件和操作要求，下列說法正確的是___________。

A．斜槽軌道必須光滑B．斜槽軌道末端必須水平

C．b球每次的落點一定是重合的D．實驗過程中，復(fù)寫紙和白紙都可以移動

(3)在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式_____________，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后的總動量守恒，若

還滿足關(guān)系式__________，則可認(rèn)為兩球碰撞為彈性碰撞（用所測物理量的字母表示）。

(4)換用不同材質(zhì)的小球再次進(jìn)行上述實驗，分析說明N點有沒有可能在P點的左側(cè)。

6．（23-24高二下·河南信陽·期中）某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置來驗證動量守恒定律。小球1的質(zhì)量為m1，

它從斜槽上某點滾下，離開斜槽末端時的速度記為v1（稱為第一次操作）；小球2的量為m2，小球1

第二次從斜槽上原位置滾下，跟小球2碰撞后離開斜槽末端的速度分別記為v1和v2（稱為第二次操作）。

(1)該實驗需要驗證的關(guān)系式為：_______________；

(2)如果第二次操作時，小球1從斜槽上開始滾下時位置比原先低一些，實驗將會得到的結(jié)果是

___________________；

(3)如果在第二次操作時，發(fā)現(xiàn)在第一次操作中，槽的末端是不水平的，有些向上傾斜，于是把它調(diào)水

平，調(diào)整后的斜槽末端離地面高度跟原來相同。然后讓小球在斜槽上原標(biāo)記位置滾下進(jìn)行第二次操作，

分析時仍然和第一次操作的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其他實驗操作都正確，且調(diào)節(jié)斜槽引起小球在空中運動時

間的變化可忽略不計。實驗將會得到的結(jié)果是____________________。

【素養(yǎng)提升】

7．（2024高三·河北·學(xué)業(yè)考試）學(xué)習(xí)小組利用如圖（a）所示的實驗裝置，驗證發(fā)生完全非彈性碰撞時動量

守恒。氣墊導(dǎo)軌上安裝有兩個光電門1、2，滑塊1上固定著豎直遮光條，滑塊2的右側(cè)有橡皮泥。實

驗主要步驟如下：

（1）接通氣源，將滑塊1放置在導(dǎo)軌上，輕推一下使其先后通過光電門1、2，若滑塊經(jīng)過光電門1的

時間比經(jīng)過2的長，應(yīng)調(diào)整水平螺絲，把支點P調(diào)_____________（填“高”或“低”）些，直到滑塊1通

過兩個光電門的時間相同。

（2）用天平測出滑塊1（包含遮光條）的質(zhì)量為m1、滑塊2（包含橡皮泥）的質(zhì)量為m2，本實驗

______________（填“需要”或“不需要”）測出遮光條的寬度d。

（3）將滑塊2放置在光電門1，2間合適位置并保持靜止，將滑塊1放置在光電門1的右側(cè)，輕推滑

塊1，使其與滑塊2發(fā)生碰撞后粘在一起，光電門1記錄的遮光時間為t1，光電門2記錄的遮光時間為

t2。

（4）改變滑塊1的初速度，多次測量，獲得多組t1、t2數(shù)據(jù)。

（5）在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，描點后擬合出的圖線為過原點的直線，如圖（b）所示，測量出圖

線的斜率k，若滿足k____________（用所測物理量的字母表示），可驗證完全非彈性碰撞時動量守

恒。

8．（23-24高二下·河南鄭州·期中）某同學(xué)用如圖甲所示裝置進(jìn)行驗證動量守恒定律實驗，實驗步驟如下：

①將斜槽軌道放置在水平桌面上，使斜槽軌道末端與桌面右邊緣對齊，通過調(diào)節(jié)使斜槽軌道末端水平；

②將小球a從斜槽軌道最高點由靜止釋放，小球a離開斜槽末端后用手機(jī)在上方拍攝，得到小球a在

空中運動的錄像（俯視）：

③將小球b放置在斜槽軌道末端，讓小球a從_____________由靜止釋放，用手機(jī)在上方拍攝兩小球在

空中運動的錄像。

（1）小球b的半徑__________（填“需要”或“不需要”）與小球a的半徑相同；

（2）從拍攝到的錄像中每隔0.1s取一幅圖片，將圖片疊加到一起后，用厘米刻度尺測量圖片上小球間

的距離，得到小球在水平方向上的位置變化圖，如圖乙所示，1為碰前小球a的、2為碰后小球a的、

3為碰后小球b的，已知小球a的質(zhì)量為0.20kg，小球b的質(zhì)量為0.10kg，圖片與實際的比例為1：10，

則碰前瞬間系統(tǒng)的總動量為____________kg·m/s，碰后瞬間系統(tǒng)的總動量為____________kg·m/s。

（3）若碰撞前、后瞬間系統(tǒng)動量之差占碰前瞬間系統(tǒng)總動量的比例小于3%時，可認(rèn)為系統(tǒng)動量守恒，

則本次實驗___________（填“能”或“不能”）驗證動量守恒定律。

9．（23-24高二下·浙江·期中）(1)在“探究碰撞中的不變量”的實驗中，三位同學(xué)分別采用以下三種不同的方

案，如圖1。小紅用甲圖對應(yīng)的方案，該方案中________________（填“需要”或“不需要”）測量小球拋

出點到水平面的高度：小黃采用乙圖對應(yīng)的方案，該方案中入射小球的質(zhì)量_________________（填“需

要”或“不需要”）大于被碰小球的質(zhì)量：小藍(lán)用丙圖對應(yīng)的方案，該方案中若兩滑塊上的遮光條寬度相

等，則___________（填“需要”或“不需要”）測量遮光條寬度d。

(2)在“驗證動量守恒定律”的實驗中，先讓質(zhì)量為m1的鋼球A從斜槽軌道上某一固定位置S由靜止開始

滾下，從軌道末端水平拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在復(fù)寫紙下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)

上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把質(zhì)量為m2的空心鋼球B放在斜槽軌道末端，讓A球仍從位

置S由靜止?jié)L下，與B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)操作10次。M、P、N為三

個落點的平均位置，O點是軌道末端在白紙上的豎直投影點，如圖1所示。

為了盡量減小實驗誤差，兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1m2，若滿足關(guān)系式________________則可以認(rèn)為

兩小球碰撞前后總動量守恒；

②某同學(xué)記錄小球三個落點的平均位置時發(fā)現(xiàn)M和N偏離了OP方向，如圖2所示。下列相關(guān)說法正

確的是______________。

A．造成M和N偏離了OP方向的原因是兩小球碰撞后速度過大

B．測出OP、OM、ON之間的距離，可探究兩球在碰撞過程中是否有機(jī)械能的損失

C．兩球在碰撞過程中動量不守恒

10．（2024·北京海淀·二模）用如圖甲所示裝置可研究斜槽末端兩小球碰撞時的動量守恒。

(1)下列相關(guān)說法正確的有（）

A．安裝軌道時，必須選擇光滑的斜槽

B．鉛垂線的作用是確定小球拋出點在水平地面上的垂直投影位置

C．實驗中必須測量小球下落的高度

D．同一組實驗中入射小球必須從同一高度釋放

(2)實驗中需選擇合適的兩小球發(fā)生碰撞，現(xiàn)提供如圖乙所示的三個小球，則入射小球應(yīng)選

擇，被撞小球應(yīng)選擇_____________（填圖乙中的序號）。

(3)如圖丙，白紙上記錄了的多次重復(fù)實驗的數(shù)據(jù)，其中O點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影，

則B處對應(yīng)小球的落地點與O點的距離為__________________cm；若入射小球的質(zhì)量為m1，被撞小

球的質(zhì)量為m2，A、B、C三處落點與O點的距離記作OA、OB、OC，則實驗需要驗證的等式為___________。

11．（2024·河北保定·二模）2023年9月21日下午，在中國“天宮”空間站內(nèi)“神舟十六號”航天員乘組進(jìn)行

了第四次太空授課，課堂上兩位航天員帶來動量守恒的演示實驗。如圖所示，兩位航天員在等間距的

網(wǎng)格布前用大、小鋼球完成了多次碰撞。某同學(xué)將其中一次碰撞的視頻下載后進(jìn)行逐幀分析，在此次

實驗中航天員將小鋼球向右推向靜止的大鋼球，在碰撞前的連續(xù)3幀畫面里小鋼球在背景中剛好向右

移動了1格，在碰撞后的連續(xù)13幀畫面里小鋼球向左移動了4格、大鋼球向右移動了2格。設(shè)小鋼球

的質(zhì)量為m，大鋼球的質(zhì)量為M，根據(jù)以上數(shù)據(jù)回答下列問題：

(1)小鋼球與大鋼球的質(zhì)量之比m:M．

(2)本次碰撞為__________________（填“彈性碰撞”或“非彈性碰撞”）。

(3)影響實驗結(jié)果準(zhǔn)確性的原因：___________________。（寫出一條即可）

【能力培