2024高考物理一轮复习：验证动量守恒定律（练习）（学生版+解析）

第33讲验证动量守恒定律

（模拟精练+真题演练）

1.（2023•湖南衡阳•衡阳县第三中学校考模拟预测）如图，某同学用平抛运动演示仪验证碰撞中的动量守

（1）将斜槽末端处的切线调成______。

（2）将。点处的小球6移开，将小球a从尸点由静止释放，记录下小球。在水平面上的落点位置。

（3）在。点处放上小球b,再将小球a从尸点由静止释放，记录下两球落在水平面上的位置，在本次操作

中，小球。的质量应_______（填“大于”“等于”或“小于”）小球b的质量。

（4）测出各落点位置与水平面上A点（。4与水平面垂直）间的距离分别为AC=L、AD=L3.

（5）用天平测出小球。、匕的质量分别为机八m2,若满足如丘=，则两小球碰撞时遵循动量守恒;

若满足7=（用机/、冽2表示），则两小球碰撞为弹性碰撞。

2.（2023・云南•校联考一模）小赵同学用图所示的装置验证碰撞中的动量守恒。该同学使用频闪相机对碰

撞前后小球运动情况进行拍摄。图中背景是放在竖直平面内的带方格的纸板，纸板平面与小球轨迹所在的

图(b)

（1）让小球/从挡板处静止释放，从斜槽末端水平抛出后频闪照片如图（b）中的A所示。

（2）把小球/静置于轨道末端，让小球网从挡板处静止释放，两球在斜槽末端碰撞，碰后两小球从斜槽

末端水平抛出后频闪照片分别如图（b）中的B、C所示。

（3）由图结合已知数据可计算出频闪相机闪光的周期7=s（结果保留2位有效数字）。

（4）由图结合已知数据可计算出碰懂前小球吗的速度匕=m/s：碰撞后小球恤的速度）=

m/s（结果保留2位有效数字）。

（5）若碰撞中动量守恒、则叫：生=o

3.（2023•河南许昌・禹州市高级中学校考模拟预测）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，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：

C

①用天平测出两个小球的质量（分别为加/和加2）。

②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面

连接在斜槽末端。

③先不放小球冽2,让小球网从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球的落点位置。

④将小球加2放在斜槽末端边缘处，让小球，如从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小

球mi和加2在斜面上的落点位置。

⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点8的距离，图中E,尸点是该同学记下的小球在斜面上

的几个落点位置，到8点的距离分别为LD、LE、LFO

（1）小球皿和"22需要""m2；（填"大于"、"小于"或者"等于），发生碰撞后，""的落点是图

中的点。

（2）实验中小球均落在斜面上，用测得的物理量来表示，只要满足以下关系式中的哪一项,

则说明碰撞中动量守恒；只要再满足关系式，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。（将正确答案

前面的选项填入适当的位置）

A.〃4隹7=町7^7+网7^7

B.m^LE=mALD+m2LF

C.I}E=m1l3D+m2l3F

小OF

4.（2023•河北沧州•统考一模）某高中物理兴趣小组设计了如图所示的装置来验证动量守恒定律。一长木

板固定在水平桌面上，木板左端装有竖直挡板，轻弹簧的一端固定在竖直挡板上，长木板右端伸出桌面，

右端点为0。半径为R的圆弧竖直放置在水平地面上，圆心为长木板右端点。。缓慢推动质量为叫的小球

a,将弹簧从原长位置压缩至A点，释放后小球从木板右端点。水平抛出，落至右侧圆弧上。再把质量为用2、

半径与小球。相同的小球6静止放在。点，小球a压缩弹簧后仍从A点释放，与小球b相碰后，两球分别

落至右侧圆弧上。多次重复实验，得到两球落在圆弧上的三个平均位置分别为拉、P.N。测得长木板右

端点。与M、P、N三点的连线与竖直方向的夹角分别为%、%、%。己知小球半径远小于圆弧半径。

A.小球a的质量必须大于小球6的质量B.长木板必须做到尽可能的光滑

C.长木板必须水平放置D.需测出圆弧半径R的具体数值

（2）若小球a第一次在圆弧上的落点为N,则小球6在圆弧上的落点为上图中的点；验证两球

碰撞过程中动量守恒的表达式为（从题给/、%、g、%、/、%、R中选择需要的物理量

表示）。

5.（2023•湖北武汉•统考模拟预测）某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，实验主要步

骤如下：

i.调节气垫导轨水平，并将气垫导轨固定，用电子秤测得两滑块的质量分别为班=0.200kg和吗=0.400kg;

ii.将滑块A、B放在导轨上，调节B的位置，使A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离片与B的右

端到右边挡板的距离与相等，测得名=，2=0450m；

iii.使A以一定的初速度沿气垫导轨向左运动，先后与左边挡板、B碰撞，用手机的“声学秒表”软件记录A

从与左边挡板碰撞时刻开始到与B碰撞所用的时间。=0.90s,分别记录从A和B碰撞时刻开始到各自撞到

（1）实验中，A、B碰撞后的运动方向相反，则应选取质量为kg的滑块作为B；

（2）A、B从开始接触到分离，A的动量减少量是kg-m/s,B的动量增加量是kg-m/s；（结

果均保留3位有效数字）

（3）A、B的这次碰撞是非弹性碰撞的依据是o

111111111111

A.一＞-----B.-＞一十—C.一＜--------D.一＜一十一

%’BtA,0,B,A%BtA%%B/A

6.（2023・西藏拉萨・统考一模）某实验小组的同学设计了如图1所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验,

实验步骤如下：

（1）在长木板的左端固定一位移传感器（与计算机连接），并利用垫木将长木板的左端垫高，将质量为M

的滑块甲放置在木板上，反复调整垫木的位置，直到轻推滑块甲后，滑块甲沿木板向下做匀速直线运动为

止；

（2）调整好垫木位置后，将滑块甲紧靠位移传感器放置，然后轻推滑块甲，滑块甲向下运动，与静止在P

点的质量为根的滑块乙（与甲的材质相同，其一侧粘有质量不计的橡皮泥）相碰并粘在一起，再一起下滑

到底端；

（3）在上述过程中，通过位移传感器在计算机上获得了如图2所示的si图像，由图可知，碰前滑块甲的

速度大小为;碰后滑块乙的速度大小为;（两空均用图中所给物理量的字母表示）

（4）若两滑块碰撞前后动量守恒，则需满足的表达式为（用题干和图中所给物理量的字母表

示）。

7.（2023•江西吉安•统考一模）为了验证动量守恒定律，小明同学利用实验室的器材设计制造了一套实验

装置，如图所示。在水平轨道SP左侧安装有一弹簧盒，可将滑块沿轨道弹射出。实验中使用同种材料、大

小相等且一个为空心，另一个为实心的两滑块A和B。实验操作步骤如下：

"|ArP,,,_________

SO020103P

①用天平测得两滑块A、B质量分别为叫、rn2；

②先不放滑块B,用滑块A沿轨道向左按压弹簧盒中弹簧至适当位置后松手，滑块A由静上弹出，A最终

停止轨道上的J点，测量并记录滑块A在水平轨道上滑行的。a段距离为4；

③再把滑块B静置于O点,让滑块A仍从弹簧盒弹出，滑块A和滑块B碰撞后分别停在水平轨道上的2点

和。3点，测量并记录=%，。。3=X3；

④整理并处理实验数据，验证A、B碰撞过程中是否满足动量守恒定律。

（1）关于本实验，下列说法正确的是o

A.S。段轨道越光滑，其误差影响越小

B.滑块A空心，滑块B实心

C.滑块A每次必须从弹簧盒的同一位置由静止释放

D.两滑块与水平轨道。尸段的动摩擦因数〃必须相等

（2）若两球碰撞前后的动量守恒，其表达式可表示为，若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞,

还需要判断关系式_________是否成立。（选填下列选项的序号A、B、C或D）

m.m.m2

A.=m.x7+m2x.B.一=------

一一七々入3

c.町嘉=叫6+7%口D._7==_7^--*

7九1VA2VA3

8.（2023•内蒙古通辽•校考模拟预测）2022年6月5日10时44分，神舟十四号飞船搭载航天员陈冬、刘

洋和蔡旭哲，成功发射，并与空间站核心舱顺利对接。神舟十四号飞行乘组将首次利用位于问天实验舱的

气闸舱实施两到三次出舱活动，并将继续开展天宫课堂。假设刘洋想用如图所示装置验证碰撞中的动量守

恒，粗糙导轨水平放置，挡光板宽度为9.0mm,两滑块A、B被弹簧（图中未画出）弹开后，左侧A滑块

通过左侧的光电计时器，记录时间为0.040s,右侧B滑块通过右侧的光电计时器，记录时间为0.060s,A、

B质量未知。

质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。由牛顿第二定律尸=7阳可知，如

果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力

学测量质量的方法。

（1）如图，假如航天员在A、B两滑块中间夹了一个质量不计的压力传感器，现让舱壁支架给B滑块一个

恒力R此时压力传感器示数为N.将A、B对换位置，给A施加相同的恒力R压力传感器示数为N0

据此可知A、B两滑块的质量之比机=（用M、N?表示）

（2）在计算机设定的恒力尸作用下，物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离x和时间

t,从而计算出加速度（用x、r表示）。

（3）若测出左侧A滑块质量为100g,A滑块吗匕的大小为kg-m/s,右侧B滑块质量为150g,两滑

块质量与速度的乘积的矢量和叫匕+：%%=kg-m/so

（4）对于在天宫二号完成这个实验，下列说法正确的是o

A.可以用天平测出A、B物块的质量

B.因导轨粗糙，验证碰撞中的动量守恒，先要平衡摩擦力

C.这个实验可以估算出弹簧的弹性势能纥1v+（该田

D.两滑块的质量与速度乘积的矢量和机1匕+，々马式中的巧、丫2都是速度的大小

9.（2022・天津•高考真题）某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图所示。A、B

为两个直径相同的小球。实验时，不放B,让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点

位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落

点位置。三个落点位置标记为〃、N、P。

（1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的

结果如下图所示，其读数为mm。

主尺

023cm

।山山II"用|||川卜।川川出।

°游标尺10

（2）下列关于实验的要求哪个是正确的0

A.斜槽的末端必须是水平的B.斜槽的轨道必须是光滑的

C.必须测出斜槽末端的高度D.A、B的质量必须相同

（3）如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，A、B碰后在水平面上的落点位置分别为、

o（填落点位置的标记字母）

10.（2022.浙江•统考高考真题）“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示，阻力很小的滑轨上有两辆小

车A、B,给小车A一定速度去碰撞静止的小车B,小车A、B碰撞前后的速度大小可由速度传感器测得。

BA

UU

5

①实验应进行的操作有。

A.测量滑轨的长度

B.测量小车的长度和高度

C.碰撞前将滑轨调成水平

②下表是某次实验时测得的数据：

碰撞后B的速度大小/

碰撞前碰撞后

AB

A的速A的速

的的

度大小度大小

质质

//

量量

((

/kg/kg

m-s-1)m-s-1)

m-s-1)

0.20.3

1.0100.2000.800

0000

由表中数据可知，碰撞后小车A、B所构成系统的总动量大小是kg.m/so（结果保留3位有效数字）

第34讲验证动量守恒定律

（模拟精练+真题演练）

・最新模拟精练

1.（2023•湖南衡阳•衡阳县第三中学校考模拟预测）如图，某同学用平抛运动演示仪验证碰撞中的动量守

（1）将斜槽末端处的切线调成。

（2）将。点处的小球b移开，将小球。从尸点由静止释放，记录下小球。在水平面上的落点位置。

（3）在。点处放上小球b,再将小球。从P点由静止释放，记录下两球落在水平面上的位置，在本次操作

中，小球。的质量应_______（填“大于”“等于”或“小于”）小球b的质量。

（4）测出各落点位置与水平面上A点（。4与水平面垂直）间的距离分别为A8=L、AC=L2,AD=L3。

（5）用天平测出小球。、b的质量分别为机八m2,若满足加止2=，则两小球碰撞时遵循动量守恒;

若满足｝=（用"3、表示），则两小球碰撞为弹性碰撞。

【答案】水平大于色4+町乙------

ml-m2

【详解】（1）[1]小球做平抛运动的初速度方向应该是沿水平方向，所以应将斜槽末端处的切线调成水平。

（3）[2]为防止小球a反弹，小球a的质量应大于小球6的质量。

（5）[3]由平抛运动规律得为=，，丫'产奈由动量守恒定律得叫均=叫工+现区联立解得

/4=叫4+?4若两小球的碰撞为弹性碰撞，由机械能守恒得g班1=1■班!■铀

2m,La叫

班一％y”匕联立可得才2

则",v'b

根1+和"叫一根2

2.（2023・云南•校联考一模）小赵同学用图所示的装置验证碰撞中的动量守恒。该同学使用频闪相机对碰

撞前后小球运动情况进行拍摄。图中背景是放在竖直平面内的带方格的纸板，纸板平面与小球轨迹所在的

平面平行，每个小方格的边长为a=5cm,取g=10m/s2,实验核心步骤如下：

图(b)

（1）让小球叫从挡板处静止释放，从斜槽末端水平抛出后频闪照片如图（b）中的A所示。

（2）把小球租2静置于轨道末端，让小球叫从挡板处静止释放，两球在斜槽末端碰撞，碰后两小球从斜槽

末端水平抛出后频闪照片分别如图（b）中的B、C所示。

（3）由图结合已知数据可计算出频闪相机闪光的周期7=s（结果保留2位有效数字）。

（4）由图结合已知数据可计算出碰懂前小球叫的速度匕=m/s：碰撞后小球啊的速度匕=

m/s（结果保留2位有效数字）。

（5）若碰撞中动量守恒、则叫：生=o

【答案】0.101.01.53:1

【详解】（3）[1]小球在空中做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有Ay=gT2

解得频闪相机闪光的周期为T=样=栏=/MO2s=0.10s

（4））[2]小球在空中做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，由图可知碰懂前小球码的速度为

2£=2x5xl01m/s=1()m/s

T0.1

[3]碰撞后小球照的速度为3=半=3*\；0m/s=L5m/s

⑸[4]碰撞后小球明的速度为v；m/s=0.5m/s根据动量守恒可得叫匕=叫耳+m2岭

可看班=匕_1$=3

寸铀-v[1.0-0.51

3.（2023•河南许昌・禹州市高级中学校考模拟预测）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，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:

E

F

C

①用天平测出两个小球的质量（分别为租/和加2）。

②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面

8C连接在斜槽末端。

③先不放小球m2,让小球如从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球的落点位置。

④将小球“Z2放在斜槽末端边缘处，让小球如从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小

球%/和在斜面上的落点位置。

⑤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E,尸点是该同学记下的小球在斜面上

的几个落点位置，到8点的距离分别为LD、LE、LF»

（1）小球如和，"2需要如m2-（填“大于”、“小于”或者“等于），发生碰撞后，如的落点是图

中的点。

（2）实验中小球均落在斜面上，用测得的物理量来表示，只要满足以下关系式中的哪一项,

则说明碰撞中动量守恒；只要再满足关系式___________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。（将正确答案

前面的选项填入适当的位置）

A.叫展=1%+m2m

B.m1LE=mALD+m2LF

C."卜猛=m{l3D+m2LrF

【答案】大于DAB

【详解】（1）[1]小球如和加2需要如大于，"2；

⑵发生碰撞后，7切的落点是图中的D点；

（2）[3][4]由题可知，碰撞后电的落点是图中的D点，，"2的落点是图中的F点，设斜面的倾角为。，小球

从斜面顶端平抛落到斜面上，两者距离为£,由平抛运动的知识可知Lcose=iY；Lsine=gg/

可得v=Leos"=cos3.—止—由于。、g都是恒量，所以yocJZ;v20cL

\2Lsin0v2sin

所以动量守恒的表达式可化简为叫怎=见后+?病故选Ao机械能守恒的表达式可以化简为

mALE=mxLD+m2LF故选B„

4.（2023•河北沧州・统考一模）某高中物理兴趣小组设计了如图所示的装置来验证动量守恒定律。一长木

板固定在水平桌面上，木板左端装有竖直挡板，轻弹簧的一端固定在竖直挡板上，长木板右端伸出桌面，

右端点为0。半径为R的圆弧竖直放置在水平地面上，圆心为长木板右端点0。缓慢推动质量为叫的小球

。，将弹簧从原长位置压缩至A点，释放后小球从木板右端点。水平抛出，落至右侧圆弧上。再把质量为利、

半径与小球。相同的小球b静止放在。点，小球a压缩弹簧后仍从A点释放，与小球b相碰后，两球分别

落至右侧圆弧上。多次重复实验，得到两球落在圆弧上的三个平均位置分别为加、P、N。测得长木板右

端点。与M、P、N三点的连线与竖直方向的夹角分别为%、%、%。已知小球半径远小于圆弧半径。

A.小球。的质量必须大于小球6的质量B.长木板必须做到尽可能的光滑

C.长木板必须水平放置D.需测出圆弧半径R的具体数值

（2）若小球a第一次在圆弧上的落点为N,则小球b在圆弧上的落点为上图中的点；验证两球

碰撞过程中动量守恒的表达式为（从题给机1、加2、g、4、%、%、R中选择需要的物理量

表示）。

［答案］AC/CAP叫Jtan%sin%=叫Jtan。］sin%+7%Jtan%sin4或

网tana3Jcos%=叫tanaxJcos%+m,tana、Jcosa、

【详解】（1）［1］A.为防止入射小球反弹，小球。的质量必须大于小球b的质量，故A正确；

B.只要入射球到达木板末端时速度相等即可，长木板没有必要光滑，故B错误；

C.小球离开木板做平抛运动，则长木板必须水平放置，故C正确；

D.计算过程中，圆弧半径R可以消掉，不需要测量，故D错误。故选AC。

（2）［2］若小球。第一次在圆弧上的落点为N,小球。与小球b相碰后，由于小球b的速度大于小球”的速度,

则小球6在圆弧上的落点为图中的尸点。

［3］测得斜槽末端与N点的连线与竖直方向的夹角为％,由平抛规律内=/小片

设斜槽末端与N点的连线长度为R（即圆弧半径为R）,则有sin%=2；cosa3=4

解得%=产tan?sin%测得斜槽末端与夕点的连线与竖直方向的夹角为aZ,与刈点的连线与竖直方向的

夹角为%,同理可得匕=严当回工.匕=产an：sin%由动量守恒定律得町％=叫匕+mv

22

化简可得犯Jtan%sina?=r）\Jtan%sin%+7％Jtansina1

或1nltana3Jcos%=叫tanaxyjcosax+:%tana-,Jcos

5.（2023・湖北武汉・统考模拟预测）某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，实验主要步

骤如下：

i.调节气垫导轨水平，并将气垫导轨固定，用电子秤测得两滑块的质量分别为g=0.200kg和%=0.400kg；

ii.将滑块A、B放在导轨上，调节B的位置，使A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离邑与B的右

端到右边挡板的距离力相等，测得名=52=0.450m；

适.使A以一定的初速度沿气垫导轨向左运动，先后与左边挡板、B碰撞，用手机的“声学秒表”软件记录A

从与左边挡板碰撞时刻开始到与B碰撞所用的时间力=0.90s,分别记录从A和B碰撞时刻开始到各自撞到

（1）实验中，A、B碰撞后的运动方向相反，则应选取质量为kg的滑块作为B；

（2）A、B从开始接触到分离，A的动量减少量是kg-m/s,B的动量增加量是kg-m/s；（结

果均保留3位有效数字）

（3）A、B的这次碰撞是非弹性碰撞的依据是o

111111111111

A.—>--------B.——C.—<-------------D.-—

%'B*A^0*BtNt0tBtNtQtA

【答案】0.4000.1270.125B

【详解】（1）川碰后运动方向相反，应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，故选0.400kg的滑块作

为B。

（2）⑵碰前滑块A的速度以=}=0$00m/s碰后滑块A的速度以=^=0.1364m/s

A的动量减少量是=，"VA-（T4v1）=°」27kg-m/s

[3]碰后滑块B的速度/=F=Q3125m/s,B的动量减少量是A%=丐4=0.125kg

（3）[4]A>B的这次碰撞是非弹性碰撞，则动量守恒，动能减少叫以=叫吸■叫才+；加2诏

汨1、2112111112f11丫而z1、1+1珈江口

联乂斛得厂>[；—>—+—=—+—+—>—+—+——=—+—所以厂>厂+厂故选B。

0

BA务心tztBtBtAtBtAtBI，A%JBA

6.（2023•西藏拉萨•统考一模）某实验小组的同学设计了如图1所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验,

实验步骤如下：

（1）在长木板的左端固定一位移传感器（与计算机连接），并利用垫木将长木板的左端垫高，将质量为M

的滑块甲放置在木板上，反复调整垫木的位置，直到轻推滑块甲后，滑块甲沿木板向下做匀速直线运动为

止；

（2）调整好垫木位置后，将滑块甲紧靠位移传感器放置，然后轻推滑块甲，滑块甲向下运动，与静止在P

点的质量为机的滑块乙（与甲的材质相同，其一侧粘有质量不计的橡皮泥）相碰并粘在一起，再一起下滑

到底端；

（3）在上述过程中，通过位移传感器在计算机上获得了如图2所示的s-f图像，由图可知，碰前滑块甲的

速度大小为;碰后滑块乙的速度大小为；（两空均用图中所给物理量的字母表示）

（4）若两滑块碰撞前后动量守恒，则需满足的表达式为（用题干和图中所给物理量的字母表

示）。

［答案］岂%二支〃曰=（m+加）.区工

%力3T24-2

【详解】（3）［1］滑块甲与滑块乙碰撞前做匀速直线运动，根据s”图像可知，图中的07段图像的斜率为

滑块甲的碰前速度

［2］甲、乙碰后粘在一起做匀速直线运动，图中的^—3段图像的斜率为碰后滑块甲、乙的速度也=44

（4）［3］滑块甲和滑块乙碰前的总动量为Pi=加?碰后的总动量为P2=（m+M）

故两滑块碰撞前后验证动量守恒定律的表达式为M-?=（加+M）•:干

7.（2023•江西吉安・统考一模）为了验证动量守恒定律，小明同学利用实验室的器材设计制造了一套实验

装置，如图所示。在水平轨道SP左侧安装有一弹簧盒，可将滑块沿轨道弹射出。实验中使用同种材料、大

小相等且一个为空心，另一个为实心的两滑块A和B。实验操作步骤如下：

”|ArP,,,________

SOO］O\03P

①用天平测得两滑块A、B质量分别为外、rn2.

②先不放滑块B,用滑块A沿轨道向左按压弹簧盒中弹簧至适当位置后松手，滑块A由静上弹出，A最终

停止轨道上的Q点，测量并记录滑块A在水平轨道上滑行的。。段距离为七；

③再把滑块B静置于。点，让滑块A仍从弹簧盒弹出，滑块A和滑块B碰撞后分别停在水平轨道上的2点

和。3点，测量并记录。。2=々，OO3=x3.

④整理并处理实验数据，验证A、B碰撞过程中是否满足动量守恒定律。

（1）关于本实验，下列说法正确的是o

A.S。段轨道越光滑，其误差影响越小

B.滑块A空心，滑块B实心

C.滑块A每次必须从弹簧盒的同一位置由静止释放

D.两滑块与水平轨道。尸段的动摩擦因数〃必须相等

（2）若两球碰撞前后的动量守恒，其表达式可表示为,若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，

还需要判断关系式__________是否成立。（选填下列选项的序号A、B、C或D）

m,m.m

A.—肛x,+B.—=----------2

'''玉々天

c.见6=犯6'+色«D._7==_7^--+

7九17%V九3

【答案】CDCA

【详解】（1）[1]AC.实验中不需要保证SO轨道是否光滑，只需要保证释放的滑块通过。点时速度一样，

即保证在同一位置无初速释放即可，故A错误，C正确；

B.只有滑块A的质量大于滑块2的质量才能保证碰撞时不发生反弹，即碰撞后A的速度不发生变向，故B

错误；

D.只有滑块A和滑块2与水平轨道。尸的动摩擦因数〃相同时，才能消去〃，从而只需测量两滑块的质量

及各自在水平轨道上的位移，就可以验证4、2系统在碰撞过程中是否满足动量守恒定律，故D正确。

（2）[2]当滑块A第一次从。点滑到点时，根据动能定理〃仍gx,解得匕=J2〃g网对滑块眉第二

次碰撞B后，对A、B后续滑行过程运用动能定理〃町g9=5%抬；2gX3=解得v?=；

%=J2〃g%3若两球碰撞前动量守恒,则满足叫h=叫&+网匕即需验证叫后=加16"+色等式C成立；

[3]需验证碰撞前后动能是否相同，即3/匕2=；叫丫；+；加2w解得叫王=叫马+租2%等式A成立。

8.（2023•内蒙古通辽•校考模拟预测）2022年6月5日10时44分，神舟十四号飞船搭载航天员陈冬、刘

洋和蔡旭哲，成功发射，并与空间站核心舱顺利对接。神舟十四号飞行乘组将首次利用位于问天实验舱的

气闸舱实施两到三次出舱活动，并将继续开展天宫课堂。假设刘洋想用如图所示装置验证碰撞中的动量守

恒，粗糙导轨水平放置，挡光板宽度为9.0mm,两滑块A、B被弹簧（图中未画出）弹开后，左侧A滑块

通过左侧的光电计时器，记录时间为0.040s,右侧B滑块通过右侧的光电计时器，记录时间为0.060s,A、

B质量未知。

质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。由牛顿第二定律尸=〃也可知，如

果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力

学测量质量的方法。

（1）如图，假如航天员在A、B两滑块中间夹了一个质量不计的压力传感器，现让舱壁支架给B滑块一个

恒力凡此时压力传感器示数为将A、8对换位置，给A施加相同的恒力凡压力传感器示数为N0

据此可知A、B两滑块的质量之比/："％==（用N]、也表示）

（2）在计算机设定的恒力尸作用下，物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离x和时间

t,从而计算出加速度（用x、t表示）。

（3）若测出左侧A滑块质量为100g,A滑块叫匕的大小为kg.m/s,右侧B滑块质量为150g,两滑

块质量与速度的乘积的矢量和犯匕+%丹=kg-m/s„

（4）对于在天宫二号完成这个实验，下列说法正确的是。

A.可以用天平测出A、B物块的质量

B.因导轨粗糙，验证碰撞中的动量守恒，先要平衡摩擦力

C.这个实验可以估算出弹簧的弹性势能约=；町片+（外党

D.两滑块的质量与速度乘积的矢量和明匕+祖2K2式中的匕、匕都是速度的大小

2九

【答案】N\；N、与0.02250C

t

【详解】（I）口]现让舱壁支架给B滑块一个恒力凡此时压力传感器示数为M，满足厂:⑴人+加力。；

乂=%。将A、B对换位置，给A施加相同的恒力R压力传感器示数为生，满足/=（乃+叫）“；

N?=相/据此可知A、B两滑块的质量之比"A："”=N：忆

（2）⑵在计算机设定的恒力/作用下，物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离x和时

1

间右则尤=彳/从而计算出加速度。=工

2r

QX1O-3

（3）[3]规定向左为正方向，左侧A滑块的速度为V]=-^“m/s=0.225m/s则A滑块叫匕的大小为

m1Vl=0.1kgx0.225m/s=0.0225kg•m/s

Qxin-3

[4]规定向左为正方向，右侧B滑块的速度为V2=-一万瓦-m/s=0.15m/s则B滑块啊力的大小为

m1V2=-0.150kgx（-0.15）m/s=-0.0225kg•m/s因为叫匕和m2V?等大、反向，则两滑块质量与速度的乘积的矢

量和叫匕+m2V2=0

（4）[5]A.天空二号中所有以重力为工作原理的都不能工作，所有不可以用天平测出物块的质量，故A错

误；

B.导轨虽然粗糙，因无正压力，没有摩擦力，所以不需要平衡，故B错误;

C.这个实验可以估算出弹簧的弹性势能约=：叫故C正确；

D.两滑块的质量与速度乘积的矢量和叫匕+?匕式中的匕、v?都是速度，故D错误。故选C。

—真题实战演练

9.（2022・天津•高考真题）某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图所示。A、B

为两个直径相同的小球。实验时，不放B,让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点

位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落

点位置。三个落点位置标记为"、N、P。

（1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的

结果如下图所示，其读数为mm。

主尺

023cm