2024年高考物理一轮复习（新人教版） 第7章 实验8　验证动量守恒定律

1．(2023·云南省昆明一中高三检测)某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验，入射球与被碰球半径相同、质量不等，且入射球的质量大于被碰球的质量．

(1)用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图甲所示，则直径为________cm；

(2)实验中，直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量________(填选项前的字母)，间接地解决这个问题；

A．小球开始释放高度h

B．小球抛出点距地面的高度H

C．小球做平抛运动的水平位移

D．小球的直径

(3)实验装置如图乙所示，先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下．记录纸上的O点是铅垂线所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹，未放B球时，A球落地点是记录纸上的________点；放上B球后，B球的落地点是记录纸上的________点；

(4)释放多次后，取各落点位置的平均值，测得各落点痕迹到O点的距离：＝13.10 cm，＝21.90 cm，＝26.04 cm.用天平称得入射小球A的质量m1＝16.8 g，被碰小球B的质量m2＝5.6 g．若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”，请将下面的表格填写完整．(结果保留三位有效数字)

根据上面表格中的数据，你认为能得到的结论是__________________________________；

(5)实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是________．

A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小

B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确

C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小

D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小

2．某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用的电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以补偿阻力．

(1)若已得到打点纸带，测得各计数点间距如图乙所示，A为运动起始的第一点，则应选______段来计算A车的碰前速度，应选________段来计算A车和B车碰后的共同速度．(以上两空均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)

(2)已测得小车A的质量m1＝0.40 kg，小车B的质量m2＝0.20 kg，由以上测量结果可得，碰前总动量为______ kg·m/s；碰后总动量为________ kg·m/s(结果保留小数点后3位)．由上述实验结果得到的结论是：_______________________________________________________

________________________________________________________________________.

3．(2023·福建福州市模拟)某地中学生助手设计了一个实验演示板做“探究碰撞中的不变量”的实验，主要实验步骤如下：

①选用大小为120 cm×120 cm的白底板竖直放置，悬挂点为O，并标上如图所示的高度刻度；

②悬挂点两根等长不可伸长的细绳分别系上两个可视为质点的A摆和B摆，两摆相对的侧面贴上双面胶，以使两摆撞击时能合二为一，以相同速度一起向上摆；

③把A摆拉到右侧h1的高度，释放后与静止在平衡位置的B摆相碰．当A、B摆到最高点时读出摆中心对应的高度h2；

回答以下问题：

(1)若A、B两摆的质量分别为mA、mB，则验证动量守恒的表达式为______________________(用上述物理量字母表示)．

(2)把A摆拉到右侧的高度为0.8 m，两摆撞击后一起向左摆到的高度为0.2 m，若满足A摆质量是B摆质量的________倍，即可验证系统动量守恒，从而可以得出A摆碰前初动能为碰后两摆损失机械能的________倍．

4．(2023·云南省昆明一中模拟)现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律．在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与连接打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．实验测得滑块A(包括弹簧片)的质量m1＝0.310 kg，滑块B(包括弹簧片和遮光片)的质量m2＝0.108 kg，遮光片的宽度d＝1.00 cm，打点计时器所用交流电的频率f＝50.0 Hz.将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰．碰后光电计时器显示的时间为ΔtB＝3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示．

根据图(b)中所标数据，可分析推断出碰撞发生在______间， A滑块碰撞前的速度为____ m/s，B滑块碰撞前的速度为________ m/s, A滑块碰撞后的速度为________ m/s，B滑块碰撞后的速度为________ m/s.(结果保留三位有效数字)

5．某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：

①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；

②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘．将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；

③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；

④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3.

(1)下列说法正确的是________．

A．小球a的质量一定要大于小球b的质量

B．弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑

C．步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同

D．把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平

(2)本实验必须测量的物理量有________．

A．小球的半径r

B．小球a、b的质量m1、m2

C．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2

D．小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3

(3)用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒，当满足关系式____________时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒．