高三物理一轮复习：第六章 实验：验证动量守恒定律（训练）

1、第六章 碰撞与动量守恒定律 （3）实验：验证动量守恒定律（训练）新高考物理一轮复习基础练1.在用气垫导轨“验证动量守恒定律”时，不需要测量的物理量是( )A.滑块的质量B.挡光的时间C.挡光片的宽度D.光电门的高度2.某中学实验小组的同学在“验证动量守恒定律”时，利用了如图所示的实验装置进行探究，下列说法正确的是( )A.要求斜槽一定是光滑的且斜槽的末端必须水平B.入射球每次释放点的高度可以任意调节C.入射球和被碰球的直径必须相等D.入射球的质量必须与被碰球的质量相等3.如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置，下列说法正确的是( )A.悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B.由静止释放小球以便较

2、准确地计算小球碰前的速度C.两小球必须都是刚性球，且质量相同D.两小球碰后可以粘在一起共同运动4.若用打点计时器做“验证动量守恒定律”实验，下列操作正确的是( )A.相互作用的两车上，一个装撞针，一个装橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起B.相互作用的两车上，一个装撞针，一个装橡皮泥，是为了改变两车的质量C.先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D.先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源5.在碰撞中的动量守恒实验中，实验必须满足的条件是( )A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道末端的切线必须水平C.人射小球每次都要从同一高度由静止滚下D.碰撞的瞬间，入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线

3、平行6.用图示的实验装置可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，地面水平，图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，用天平测量两个小球的质量，先让入射球1多次从斜轨上的S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程，然后，把被碰小球2静置于轨道的水平部分，再将入射球1从斜轨S位置由静止释放，与小球2相撞，并多次重复，分别找到球1、球2相碰后平均落地点的位置，测量平抛射程。（1）关于本实验，下列说法正确的是_。A.入射球1的质量应比被碰小球2的质量大B.小球与斜槽间的摩擦对实验有影响C.入射球1必须从同一高度释放D.两小球的半径可以不同（2）若两球相碰

4、前后的动量守恒，其表达式可表示为_。（用题中测量的量表示）（3）若两个小球质量均未知，只知道，则只需验证表达式_成立，可证明发生的碰撞是弹性碰撞。（用题中测量的量表示）提升练7.“验证动量守恒定律”实验的装置示意图如图所示，现有带光滑圆弧轨道的粗糙水平桌面，物块（A的质量大于B的质量）。实验操作步骤如下：a.在圆弧轨道上距离桌面h高处让A由静止滑下，在水平桌面上不放B的情况下，使A一直沿水平桌面运动到C处静止；b.再让A从圆弧轨道上距离桌面h高处由静止滑下，在桌面与圆弧轨道相接处放上B，使A与B碰撞，碰撞后让继续运动直至分别停在处；c.重复多次以上实验步骤，并记录实验数据，选取自己认为最理想的

5、实验结果进行研究。根据该实验设计，回答下列问题：（1）实验中除了要测量物块A的质量、物块B的质量，还需测量的物理量有_（写出物理量名称及表示符号）；据实验测量的物理量写出可以验证动量守恒定律的表达式_。（2）关于误差分析和实验测量，下列说法正确的是_。A.A与B发生弹性碰撞还是非弹性碰撞，对实验结果有一定的影响B.如果A与B发生的碰撞不是正碰，对实验结果有一定的影响C.实验中所用的圆弧轨道不是真正的光滑，对实验的结果没有影响D.实验中必须测量A起始位置距离桌面的高度8.如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在斜轨末端碰撞前后的动量关系。安装好实验装置，做好测量前的准备，并记

6、下重垂线所指的位置O。第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上某处由静止滚下，并落在地面上，重复多次，用尽可能小的圆把小球1的所有落点圈在里面，其圆心就是小球1落点的平均位置。第二步，把小球2放在斜槽末端边缘处，让小球1从斜槽上相同位置处由静止滚下，使小球1与小球2碰撞，重复多次，并使用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，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段的长度。在上述实验中：（1）在不放小球2时，小球1从斜槽上某处由静止开始滚下，小球1的落点在图中的_点，把小球2放在斜槽末端边缘处，小球1从斜槽上相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球1

7、的落点在图中的_点。（2）直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。可以通过测量_间接地解决这个问题。A.小球开始释放时距斜槽底端的高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的水平射程（3）本实验中小球1的质量与小球2的质量大小应满足的关系为_。A.B.C.D.（4）碰撞的恢复系数的定义为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段的长度分别为34.20 cm、52.32 cm、86.15 cm，则该实验的恢复系数_。（结果保留三位小数）答案以及解析1.答案：D解析：在设计实验进行“验证动量守恒定律”时，需要探究的

8、是滑块自身的物理量（如质量、速度）之间的关系，滑块的质量需要测量，为了获得滑块的速度，挡光片的宽度和挡光的时间也需要测量，而光电门的高度与碰撞的滑块无关，不需要测量，选项D正确。2.答案：C解析：题述实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，对斜槽是否光滑没有要求，但必须保证每次小球都做平抛运动，因此轨道的末端必须水平，A错误；要保证碰撞前的速度相同，入射球每次都要从同一高度由静止释放，B错误；为了保证两小球发生一维碰撞，要求入射球和被碰球的直径必须相等，C正确；在做题述实验时，要求入射球的质量大于被碰球的质量，D错误。3.答案：ABD解析：两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，

9、选项A正确；易知选项B正确；本实验中对小球的性能无要求，选项C错误；两球正碰后，有多种可能的运动情况，选项D正确。4.答案：AC解析：相互作用的两车上，一个装撞针，一个装橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起，使两车具有相同的速度，选项A正确，选项B错误；使用打点计时器时，为了充分利用纸带，尽可能多地获取点迹，一定要先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车，选项C正确，选项D错误。5.答案：BCD解析：在同一组实验的不同碰撞中，每次入射时，入射小球必须从同一高度由静止释放，保证碰前的速度相同，斜槽轨道是否光滑对实验的结果没有影响，故A错误，C正确.为了保证小球做平抛运动，安装轨道时，轨道末端的切线必

10、须水平，故B正确.为了使两球发生对心碰撞，两球的直径需相同，入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行，故D正确.6.答案：（1）AC（2）（3）解析：（1）为保证两小球发生一维正碰，球1、2的半径应相等，D项错误；碰撞后球1不能被反弹，因此球1的质量要大于球2的质量，A项正确；小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响，只要保证球1每次从同一位置由静止释放即可，C项正确，B项错误。（2）球1碰前、碰后速度，球2碰后速度分别为，因此若两球相碰前、后的动量守恒，则有，化简得。（3）若两球发生的碰撞是弹性碰撞，满足，代入数据有，联立动量守恒定律有，可得。7.答案：（1）碰撞前A在桌面上滑行的距离x，碰

11、撞后在桌面上滑行的距离；（2）BC解析：（1）设碰撞前A在桌面上滑行的距离为x，碰撞后在桌面上滑行的距离分别为。物块在桌面上运动过程，由动能定理得，解得，碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律得，整理得；由表达式可知实验还需要测量的物理量有：碰撞前A在桌面上滑行的距离x，碰撞后在桌面上滑行的距离。（2）不论是弹性碰撞还是非弹性碰撞，碰撞过程系统动量都守恒，故A与B发生弹性碰撞还是非弹性碰撞对实验结果没有影响，A项错误；两物体应发生对心正碰，如果A与B发生的碰撞不是正碰，对实验结果有一定的影响，B项正确；实验中所用的圆弧轨道不是真正的光滑，对实验的结果没有影响，C项正确；实验不需要测量A起始位置距离桌面的高度，D项错误。8.答案：（1）P；M（2）C（3）A（4）0.993解析：本题考查验证动量守恒定律的实验。（1）小球1从斜槽上某处由静止开始滚下，小球1的落点在图中的P点，小球1和小球2相撞后，小球2的速度大于小球1的速度，两小球都做平抛运动，所以碰撞后小球1的落地点是M点，小球2的落地点是N点；（2）根据平抛运动规律可得小球碰撞后