第29講 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動量守恒定律（練習(xí)）（原卷版）-【上好課】2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測（新教材新高考）

第29講實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動量守恒定律目錄01模擬基礎(chǔ)練【題型一】教材原型實(shí)驗(yàn) 【題型二】實(shí)驗(yàn)的拓展創(chuàng)新02重難創(chuàng)新練【題型一】教材原型實(shí)驗(yàn) 1.用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。(1)本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(zhì)量大于被撞小球質(zhì)量的前提下，實(shí)驗(yàn)中需要測量的有________。A．入射小球和被碰小球的質(zhì)量、 B．入射小球開始的釋放高度hC．小球拋出點(diǎn)距地面的高度H D．兩球相碰前后的平拋射程OB、OA、OC(3)該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的關(guān)系式為；若進(jìn)一步研究該碰撞是否為彈性碰撞，還需要判斷關(guān)系式是否成立。（用（2）中的物理量表示）2.利用圖示的實(shí)驗(yàn)裝置對碰撞過程進(jìn)行研究。讓質(zhì)量為m1的滑塊A與質(zhì)量為m2的靜止滑塊B在水平氣墊導(dǎo)軌上發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，比較碰撞后A和B的速度大小和，進(jìn)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(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，直至看到導(dǎo)軌上的滑塊能在短時(shí)間內(nèi)保持靜止，可認(rèn)為氣墊導(dǎo)軌；（2）要使碰撞后兩滑塊運(yùn)動方向相反，應(yīng)使滑塊A的質(zhì)量m1滑塊B的質(zhì)量m2（選填“大于”、“小于”或“等于”）。（3）調(diào)節(jié)B的位置，使得A與B接觸時(shí)，A的左端到左邊擋板的距離與B的右端到右邊擋板的距離相等。（4）使A以一定的初速度沿氣墊導(dǎo)軌運(yùn)動，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰撞時(shí)刻開始到各自撞到擋板所用的時(shí)間和，則碰后A的速度為，B的速度為。（用、、、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(fù)步驟（4）。（6）由（4）（5）數(shù)據(jù)得到的平均值。（7）理論研究表明，對本實(shí)驗(yàn)的碰撞過程，是否為彈性碰撞可由判斷。若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則的理論表達(dá)式為；因此，如果（6）中的實(shí)際平均值與（7）中理論值結(jié)果間的差別在允許范圍內(nèi)，則可認(rèn)為滑塊A與滑塊B在導(dǎo)軌上的碰撞為彈性碰撞。3．某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“驗(yàn)證動量守恒定律”實(shí)驗(yàn)。圖中O是斜槽水平末端在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，P為未放被碰小球時(shí)入射小球的平均落點(diǎn)，M為與被碰小球碰后入射小球的平均落點(diǎn)，N為被碰小球的平均落點(diǎn)。(1)下列說法正確的是______。A．為完成此實(shí)驗(yàn)，必須使用的測量器材有天平、秒表、刻度尺B．安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平C．同一組實(shí)驗(yàn)中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放D．入射小球的質(zhì)量小于被碰小球的質(zhì)量，兩球的半徑相同(2)實(shí)驗(yàn)中，除測量平拋射程OM、ON、OP外，還需要測量的物理量有______。（填序號）A．入射小球開始釋放高度hB．拋出點(diǎn)距地面的高度HC．入射小球質(zhì)量和被碰小球質(zhì)量(3)若測量的物理量滿足關(guān)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(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖乙是實(shí)驗(yàn)原理圖。圖乙中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先讓入射小球A多次從斜軌上由靜止釋放，找到其落地點(diǎn)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(fù)，找到小球落點(diǎn)的平均位置分別為M、N，測量M、P、N距O點(diǎn)的水平距離分別為、、。(1)入射小球質(zhì)量為，半徑為；被撞小球質(zhì)量為，半徑為，則需要______；A．， B．，C．， D．，(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，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(shí)間(3)若測量數(shù)據(jù)近似滿足關(guān)系式（用、、、、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(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。(1)實(shí)驗(yàn)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(xiàng)前的序號），間接地解決這個(gè)問題。A．小球開始釋放高度hB．小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC．小球做平拋運(yùn)動的射程(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)的位置P，測量平拋射程OP，然后，把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要操作是（）A．用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2B．測量小球m1開始釋放高度h及拋出點(diǎn)距地面的高度HC．分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)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(dá)式可表示為；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為。[均用（2）中測量的量表示](4)碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為，其中v1和v2分別是碰撞前兩物體的速度，和分別是碰撞后物體的速度。彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=1，非彈性碰撞的e<1。寫出用測量（2）中的量表示恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式e=。6．用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗(yàn)證動量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置O。接下來的實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)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(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞。重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；步驟3：用刻度尺分別測量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長度。(1)對于上述實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是__________。A．應(yīng)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(shí)驗(yàn)過程中，白紙可以移動，復(fù)寫紙不能移動E．小球1的質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量(2)本實(shí)驗(yàn)除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量有__________。A．A、B兩點(diǎn)間的高度差B．B點(diǎn)離地面的高度C．小球1和小球2的質(zhì)量、D．小球1和小球2的半徑r(3)當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式（用所測物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球碰撞守動量守恒定律。如果還滿足表達(dá)式（用所測物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球碰撞時(shí)無機(jī)械能損失。7．如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動量守恒定律。(1)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落點(diǎn)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位置由靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是______A．用天平分別測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2B．測量小球m1開始釋放時(shí)的高度hC．測量拋出點(diǎn)距地面的高度HD．分別找到m1、m2相碰后平均落點(diǎn)的位置M、N，測量OM、ON的長度(2)為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，兩個(gè)小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1m2（選填“>”“<”或“=”）；(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為（用前面測量的量表示）?！绢}型二】實(shí)驗(yàn)的拓展創(chuàng)新8．如圖1，某實(shí)驗(yàn)小組用軌道和兩輛相同規(guī)格的小車驗(yàn)證動量守恒定律。已知小車在水平軌道上運(yùn)動所受阻力正比于小車重力，驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)步驟如下：①在小車上適當(dāng)放置砝碼，分別測量甲車總質(zhì)量和乙車總質(zhì)量；②將卷尺固定在水平軌道側(cè)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(yīng)刻度，求出其平均值；③將乙車靜止放在軌道上，設(shè)定每次開始碰撞位置如圖2所示，此時(shí)甲車車尾與水平軌道左端剛好對齊，測出甲車總長度L（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(yīng)刻度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)求出其對應(yīng)平均值x1和x2；④改變小車上砝碼個(gè)數(shù)，重復(fù)①、②、③步驟。(1)由圖2得cm；（選填“20”、“20.0”、“20.00”）(2)若本實(shí)驗(yàn)所測的物理量符合關(guān)系式（用所測物理量的字母、、、x1、x2、L表示），則驗(yàn)證了小車碰撞前后動量守恒；(3)某同學(xué)先把6個(gè)50g的砝碼全部放在甲車上，然后通過逐次向乙車轉(zhuǎn)移一個(gè)砝碼的方法來改變兩車質(zhì)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若每組質(zhì)量只采集一組位置數(shù)據(jù)，且碰撞后甲車不反向運(yùn)動，則該同學(xué)最多能采集組有效數(shù)據(jù)；(4)實(shí)驗(yàn)小組通過分析實(shí)驗(yàn)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(diào)平，右側(cè)略微偏低C．碰撞過程中彈簧上有機(jī)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(yàn)證碰撞中的動量守恒。小球a用不可伸長的細(xì)線懸掛起來，直徑相同的小球b放置在光滑支撐桿上。細(xì)線自然下垂時(shí)兩球恰好相切，球心位于同一水平線上。已知重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)的主要步驟及需解答的問題如下：（1）測量出懸點(diǎn)到小球a球心的距離L，小球a、b的質(zhì)量分別為、；（2）將小球a向左拉起使其懸線與豎直方向的夾角為時(shí)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(yùn)動，測得小球a向左擺到最高點(diǎn)時(shí)其懸線與豎直方向的夾角為。則：小球a、b的質(zhì)量大小需滿足（選填“＞”、“＜”或“＝”）；（3）測量出碰撞后小球b做平拋運(yùn)動的水平位移x，豎直下落高度h，可知碰撞后小球b的速度大?。唬?）若該碰撞中的總動量守恒，則需滿足的表達(dá)式為（用題中所給和測量的物理量表示）；（5）碰撞中的恢復(fù)系數(shù)定義為，其中、分別是碰撞前兩物體的速度，、分別是碰撞后兩物體的速度，則本次實(shí)驗(yàn)中碰撞恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式為（用題中所給和測量的物理量表示）。10．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：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(yùn)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(yùn)動。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交變電源頻率為50Hz。(1)若已測得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距（已標(biāo)在圖上）。應(yīng)選段來計(jì)算A和B碰后的共同速度，其共同速度為m/s；（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）(2)已測得小車A的質(zhì)量m1=0.6kg，小車B的質(zhì)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/s。（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）11．如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以探究碰撞中的不變量。實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓質(zhì)量為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O點(diǎn)水平拋出，落到與軌道O點(diǎn)連接的傾角為θ的斜面上。再把質(zhì)量為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(diǎn)痕跡，M、P、N為三個(gè)落點(diǎn)的位置。（不考慮小球在斜面上的多次碰撞）(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是_____________。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(yùn)動，應(yīng)滿足入射球的質(zhì)量等于被碰球的質(zhì)量(2)實(shí)驗(yàn)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(gè)問題。A．小球開始釋放高度h B．斜面的傾角θ C．O點(diǎn)與各落點(diǎn)的距離(3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式_____________，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后總動量守恒。A． B．C． D．(4)如果該碰撞為彈性碰撞，則只需要滿足一個(gè)表達(dá)式，即。12．圖甲是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)探究完全非彈性碰撞中不變量的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，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a使之做勻速運(yùn)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)勻速運(yùn)動。已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源頻率為50Hz。(1)若獲得的紙帶如圖乙所示，并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距（已標(biāo)在圖上）。A為運(yùn)動的起始點(diǎn)，則應(yīng)選段來計(jì)算a車的碰前速度（選填“BC”或“DE”）。(2)已測得小車a的質(zhì)量kg，小車b的質(zhì)量為kg，由以上測量結(jié)果可得碰后系統(tǒng)總動量為kg·m/s。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）(3)若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)際工作頻率高于50Hz，而實(shí)驗(yàn)者仍按照50Hz的頻率來分析，你認(rèn)為對實(shí)驗(yàn)結(jié)論（選填“有”或“無”）影響。13．某同學(xué)利用圖甲所示的裝置進(jìn)行“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。在水平地面上依次鋪上白紙、復(fù)寫紙，記下小球拋出點(diǎn)在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)O。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先調(diào)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(diǎn)的痕跡找到其平均落地點(diǎn)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(fù)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(diǎn)的痕跡（圖乙為B球多次落點(diǎn)的痕跡）分別找到碰后兩球落點(diǎn)的平均位置D和F．用刻度尺測量出水平射程OD、OE、OF．用天平測得A球的質(zhì)量為，B球的質(zhì)量為。(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)器材，下列說法正確的是_____；A．實(shí)驗(yàn)軌道必須光滑B．該實(shí)驗(yàn)不需要秒表計(jì)時(shí)C．A球的質(zhì)量可以小于B球的質(zhì)量(2)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是_____A．實(shí)驗(yàn)過程中白紙和復(fù)寫紙可以隨時(shí)調(diào)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(diǎn)并不重合，說明該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作出現(xiàn)了錯(cuò)誤(3)實(shí)驗(yàn)直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，該同學(xué)認(rèn)為可以“通過測量小球做平拋運(yùn)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(guān)系式，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后動量守恒（用所測物理量表示）。1．某實(shí)驗(yàn)小組利用桌面上的實(shí)驗(yàn)裝置完成以下兩次探究實(shí)驗(yàn)。(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(gè)整體，紙帶打出的點(diǎn)跡如圖乙所示，若已知0~2之間的間距x1=2.00cm，5～7之間的間距x2=1.28cm，則碰撞前兩小車的總動量p1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(nèi)二者相等，則說明碰撞過程滿足動量守恒定律。（結(jié)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砝碼和砝碼盤，小車在運(yùn)動過程中，拉力傳感器的讀數(shù)為F，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x3，5~7之間的間距x4，小車A（含拉力傳感器）的質(zhì)量為m，若滿足公式（用F、x3、x4、T、m表示）則動量定理得以驗(yàn)證。2．某實(shí)驗(yàn)小組利用單擺測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的裝置：①在點(diǎn)安裝力傳感器并與細(xì)線的一個(gè)端點(diǎn)固定，細(xì)線另一端系一個(gè)小球A；②在點(diǎn)懸掛體積與相同的小球B，調(diào)節(jié)連接B球的細(xì)線長度，使兩擺線的長度均為L，兩細(xì)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(nèi)的C點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動到最低點(diǎn)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(shí)間極短可忽略不計(jì)），不計(jì)空氣阻力。(1)用10分度的游標(biāo)卡尺測量小球的直徑d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（b）所示，讀出；(2)、球質(zhì)量分布均勻，碰撞時(shí)，要發(fā)生速度交換，則（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(jì)算機(jī)屏幕所顯示的圖像，根據(jù)圖像可知擺球的運(yùn)動周期，測得重力加速度（用、d、表示）。3．在汽車安全裝置的開發(fā)過程中，需要進(jìn)行汽車碰撞試驗(yàn)，包括實(shí)車撞墻和滑車互撞試驗(yàn)。對不同品牌的A、B車進(jìn)行試驗(yàn)，兩車質(zhì)量分別為和。(1)在實(shí)車撞墻實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jìn)行撞墻試驗(yàn)時(shí)，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(jìn)行滑車互撞試驗(yàn)，行駛速度為的B車與靜止的A車碰撞，碰后B車速度大小為，方向不變，碰撞時(shí)間很短且處于同一水平面上。求：（?。┡鲎策^程中B車的動量變化量大?。áⅲ┡鲎埠笏查gA車的速度大小4．小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做“探究碰撞中動量守恒”實(shí)驗(yàn)。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(zhì)彈簧。取兩個(gè)材質(zhì)相同，質(zhì)量不同的小長方形物塊A和B備用。實(shí)驗(yàn)步驟：把物塊A放在長木板上彈簧的右側(cè)，向左推物塊A壓縮彈簧直至A到P點(diǎn)。再由靜止釋放物塊A，物塊A最終停在長木板上，標(biāo)記物塊A停止的位置，在物塊A運(yùn)動的路徑上適當(dāng)位置標(biāo)記一點(diǎn)Q，測出物塊A停止位置到Q點(diǎn)的距離。重復(fù)上述過程多次，每次都由P點(diǎn)靜止釋放物塊A，計(jì)算Q點(diǎn)到停止距離的平均值。將物塊B靜置與長木板上的Q點(diǎn)，重新從P點(diǎn)釋放物塊A，兩者發(fā)生碰撞，測出物塊A停止時(shí)到Q點(diǎn)的距離和物塊B停止時(shí)到Q點(diǎn)的距離。如圖所示，重復(fù)多次，分別計(jì)算距離的平均值計(jì)為和。（假設(shè)A返回運(yùn)動過程中不與彈簧接觸）(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(guān)系式中成立，則可得出結(jié)論：物塊A、B碰撞過程中動量守恒。若要進(jìn)一步驗(yàn)證物塊A、B的碰撞是否為彈性碰撞，則應(yīng)驗(yàn)證關(guān)系式是否成立。（選用、、和測量物理量的字母表示）5．某同學(xué)估測玩具槍子彈從槍口射出的速度，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取一個(gè)乒乓球。在球上挖一個(gè)小圓孔，向球內(nèi)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(zhǔn)球的圓孔，扣動扳機(jī)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(fù)寫紙記錄乒乓球的落點(diǎn)，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)確定平拋的水平距離。(1)下列是本實(shí)驗(yàn)必要操作的是______。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(shí)驗(yàn)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(fù)寫紙鋪在白紙的上面，實(shí)驗(yàn)過程中復(fù)寫紙和白紙可以隨時(shí)拿起來看印跡是否清晰并進(jìn)行移動(2)下列提供的器材中，本實(shí)驗(yàn)必需的有______。A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B．刻度尺 C．天平 D．秒表(3)測得子彈的質(zhì)量為，乒乓球（含橡皮泥）的總質(zhì)量為，乒乓球平拋的豎直距離為h．水平距離為l，當(dāng)?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。6．某物理學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測定重力加速度，驗(yàn)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(diǎn)到球心的距離為L。（2）桌上不放B球，用手將A球拉開一個(gè)小角度后釋放，小球過最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)為0，直到小球第n次通過最低點(diǎn)測得所用時(shí)間為t，則單擺的周期T=，利用單擺的周期公式求得重力加速度g=。（用L、n、t表示）（3）用天平測出A、B兩球的質(zhì)量mA、mB，將小球B放在水平桌面邊緣，把A球向左拉開角度θ后釋放，碰撞后A向左擺起的最大角度為α。小球B落在水平地面P點(diǎn)，測出桌面邊緣離地的高度為h，。計(jì)算出A球碰前的速度大小為v0，碰后的速度大小為vA，B球碰后的速度大小為vB，則：①v0=、vA=、vB=；（用g、x、h、L、θ、α表示）②若滿足關(guān)系式（用mA、mB、v0、vA、vB表示），則A、B兩球碰撞過程中動量守恒。7．如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組用軌道和兩輛相同規(guī)格的小車驗(yàn)證動量守恒定律。該小組首先通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了小車在水平軌道上運(yùn)動所受阻力正比于小車重力，然后驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)步驟如下：①在小車上適當(dāng)放置砝碼，分別測量甲車總質(zhì)量和乙車總質(zhì)量；②將卷尺固定在水平軌道側(cè)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(yīng)刻度，求出其平均值；③將乙車靜止放在軌道上，設(shè)定每次開始碰撞位置如圖所示，此時(shí)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）。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(yīng)刻度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)求出其對應(yīng)平均值x1和x2；④改變小車上砝碼個(gè)數(shù)，重復(fù)①、②、③步驟。(1)關(guān)于“實(shí)驗(yàn)中設(shè)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(shí)現(xiàn)平衡甲車的摩擦力B．確保每次甲車尾部到達(dá)水平軌道左端時(shí)速度相等C．完全沒必要設(shè)置擋板，可從任意位置釋放(2)若本實(shí)驗(yàn)所測的物理量符合關(guān)系式：（用所測物理量的字母表示），則驗(yàn)證了小車碰撞前后動量守恒；(3)某同學(xué)先把個(gè)的砝碼全部放在甲車上，然后通過逐次向乙車轉(zhuǎn)移一個(gè)砝碼的方法來改變兩車質(zhì)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若每組質(zhì)量只采集一組位置數(shù)據(jù)，則該同學(xué)最多能采集組有效數(shù)據(jù)；(4)分析實(shí)驗(yàn)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(xué)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(jìn)行如下操作（不計(jì)空氣阻力的影響）：a．先讓質(zhì)量為的小球1從斜槽上適當(dāng)高度由靜止釋放，從末端平拋后落在斜面體上，記錄落點(diǎn)位置以及從斜槽末端水平飛出至點(diǎn)的時(shí)間為；b．再將質(zhì)量為的小球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(diǎn)位置、以及從斜槽末端水平飛出至、點(diǎn)的時(shí)間為、?；卮鹣铝袉栴}：(1)為完成實(shí)驗(yàn)，小球1、2的直徑應(yīng)滿足，步驟b中小球1再次釋放的高度應(yīng)步驟a中釋放的高度（均選填“大于”“等于”或“小于”）；(2)為驗(yàn)證動量守恒定律，需驗(yàn)證等式成立即可（用題中所給字母表示）。9．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示裝置來驗(yàn)證兩個(gè)小球在斜槽末端碰撞時(shí)的動量守恒。A、B為兩個(gè)小球，質(zhì)量分別為、。實(shí)驗(yàn)時(shí)斜槽末端已調(diào)水平，可記錄小球落點(diǎn)位置的接球板水平放置，讓入射球A多次從斜軌上E點(diǎn)靜止釋放，平均落點(diǎn)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(fù)，分別記錄兩個(gè)小球碰后的平均落點(diǎn)、。(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的要求，說法正確的一項(xiàng)是_________（選填選項(xiàng)前面的字母）。A．小球A的質(zhì)量應(yīng)大于小球B的質(zhì)量 B．斜槽軌道必須是光滑的C．必須測出E點(diǎn)到斜槽末端的高度 D．小球A的半徑可以小于小球B的半徑(2)圖1中O點(diǎn)為斜槽末端在接球板上的豎直投影點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中，測出、、的長度分別為、、，若兩球碰撞時(shí)動量守恒，則滿足的表達(dá)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(cè)，O點(diǎn)為碰前B球球心在接球板上的水平投影點(diǎn)。使小球A仍從斜槽上E點(diǎn)由靜止釋放，重復(fù)上述操作，在接球板上得到三個(gè)平均落點(diǎn)、、。小球A與小球B相碰后，小球B撞在接球板上的（選填“”、“”或“”）點(diǎn)。測出、、長度分別為、、，若兩球碰撞時(shí)動量守恒，則滿足的表達(dá)式為（用題中給定的物理量符號表示）。10．如圖甲，為某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守恒定律的裝置。實(shí)驗(yàn)方案是：長木板置于水平桌面上，小車a、b置于木板上，小車a的前端粘有橡皮泥，輕推小車a，給小車a一初速度使其運(yùn)動，之后與靜止小車b相碰并粘成一體，二者繼續(xù)運(yùn)動。在小車a后面連接著紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(zhì)量，進(jìn)而驗(yàn)證動量守恒定律。(1)上述實(shí)驗(yàn)方案中存在的一處重大實(shí)驗(yàn)缺陷是；(2)該同學(xué)對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)一步完善后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，打出如圖乙所示的紙帶，并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離，O為運(yùn)動起點(diǎn)，小車a碰撞前的速度va=m/s，小車a和b碰撞后的共同速度vab=m/s（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；(3)已測得小車a的質(zhì)量，小車b的質(zhì)量，由以上測量結(jié)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(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字），由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是；(4)該小組另一同學(xué)做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過改變兩小車質(zhì)量及小車a的初速度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，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(gè)小球在斜槽末端碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律。(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是_____（填選項(xiàng)前的字母）。A．實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平B．選用兩個(gè)半徑不同的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C．用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球(2)圖甲中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，首先，將質(zhì)量為m1的小球從斜槽上的S位置由靜止釋放，小球落到復(fù)寫紙上，重復(fù)多次。然后，把質(zhì)量為m2的被碰小球置于斜槽末端，再將質(zhì)量為m1的小球從S位置由靜止釋放，兩球相碰，重復(fù)多次。分別確定平均落點(diǎn)，記為M、N和P（P為m1單獨(dú)滑落時(shí)的平均落點(diǎn)）。a．圖乙為實(shí)驗(yàn)的落點(diǎn)記錄，簡要說明如何確定平均落點(diǎn)；b．分別測出O點(diǎn)到平均落點(diǎn)的距離，記為OP、OM和ON。在誤差允許范圍內(nèi)，若關(guān)系式成立，即可驗(yàn)證碰撞前后動量守恒。(3)受上述實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了另一種驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)方案。如圖丙所示，用兩根不可伸長的等長輕繩將兩個(gè)半徑相同、質(zhì)量不等的勻質(zhì)小球懸掛于等高的O點(diǎn)和O′點(diǎn)，兩點(diǎn)間距等于小球的直徑。將質(zhì)量較小的小球1向左拉起至A點(diǎn)由靜止釋放，在最低點(diǎn)B與靜止于C點(diǎn)的小球2發(fā)生正碰。碰后小球1向左反彈至最高點(diǎn)A′，小球2向右擺動至最高點(diǎn)D。測得小球1，2的質(zhì)量分別為m和M，弦長AB=l1、A′B=l2、CD=l3。推導(dǎo)說明，m、M、l1、l2、l3滿足關(guān)系即可驗(yàn)證碰撞前后動量守恒。12．如圖所示，用下面實(shí)驗(yàn)器材可以驗(yàn)證兩個(gè)小球碰撞前后的動量是否守恒。圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，M、P、N三點(diǎn)是小球地面上的平均落點(diǎn)。(1)為完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，除了測出小球的質(zhì)量外，還需要測量；（填選項(xiàng)前的編號）A．小球拋出點(diǎn)距地面的高度HB．小球開始釋放高度hC．從兩小球相碰到兩球落地的時(shí)間tD．小球m1單獨(dú)滾下時(shí)做平拋運(yùn)動的水平距離和兩小球m1、m2碰撞后各自飛出的水平距離(2)下列說法正確的是；（填選項(xiàng)前的編號）A．該實(shí)驗(yàn)無需調(diào)節(jié)斜槽軌道末端的切線水平B．實(shí)驗(yàn)選取的小球一定是兩個(gè)半徑相等，質(zhì)量不等的小球C．應(yīng)該選質(zhì)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(diǎn)應(yīng)該在同一點(diǎn)，所以只需做一次實(shí)驗(yàn)就可確定落點(diǎn)從而測出水平位移(3)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，完成實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下表所示m1/gm2/gOM/cmON/cmOP/cm20.010.010.1040.0230.15為了達(dá)到“驗(yàn)證動量守恒”的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，需要?yàn)證的表達(dá)式為（用上述表格中的物理量符號表示）。根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。13．在用圖示的裝置驗(yàn)證動量守恒定律時(shí)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①先不放靶球B，將入射球A從斜槽上某點(diǎn)由靜止釋放，落到白紙上某點(diǎn)，重復(fù)該動作10次，把10次落點(diǎn)用一個(gè)最小的圓圈起來，圓心標(biāo)為P點(diǎn)；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(diǎn)，重復(fù)該動作10次，把A、B兩球10次落點(diǎn)分別用一個(gè)最小的圓圈起來，圓心分別標(biāo)為M、N點(diǎn)；③分別測量斜槽末端豎直投影點(diǎn)O到M、P、N的距離分別為x1、x2、x3?；卮鹣铝袉栴}：(1)以下實(shí)驗(yàn)條件正確的是。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hC．小球A、B直徑必須相同 D．兩球的質(zhì)量關(guān)系滿足mB＞mA(2)用最小圓的圓心定位小球落點(diǎn)的目的是通過多次測量取平均值以減?。ㄌ睢芭既徽`差”或“系統(tǒng)誤差”）。(3)若A、B兩球的質(zhì)量分別為mA、mB，實(shí)驗(yàn)中需驗(yàn)證的關(guān)系是（用題中字母表示）。(4)若某次實(shí)驗(yàn)中得出的落點(diǎn)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?qū)嶒?yàn)，為了驗(yàn)證天宮課堂斜碰實(shí)驗(yàn)中動量是否守恒，利用仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件模擬航天員的數(shù)據(jù)，結(jié)合頻閃照相和留下質(zhì)心軌跡的技術(shù)得到如圖（b）的結(jié)果，并且把每一大格的橫縱坐標(biāo)分成了更精細(xì)的10等分。為方便精密計(jì)算球的位置，設(shè)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，初狀態(tài)，質(zhì)量為，半徑為的大鋼球靜止在質(zhì)心坐標(biāo)處，小鋼球質(zhì)量，從質(zhì)心坐標(biāo)處沿x軸負(fù)方向向大球運(yùn)動，從小球出發(fā)開始，每隔記錄兩球位置。