第一章 动量守恒定律第4节实验：验证动量守恒定律基础训练（word版含答案）

2019人教版选择性必修第一册 第一章 动量守恒定律 第4节 实验：验证动量守恒定律 基础训练
一、多选题
1．在利用滑轨上的两辆小车碰撞来探究碰撞中的不变量实验中，下列哪些因素可导致实验误差（　　）
A．两小车的质量不相等 B．小车上的挡光板倾斜
C．滑轨安放不水平 D．两小车碰后粘在一起运动
二、单选题
2．下列哪些因素会使"研究平抛物体的运动"实验的误差增大（　　）
①小球与斜槽之间有摩擦；
②安装斜槽时其末端不水平；
③建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点；
④根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点较远。
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
三、实验题
3．某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验，气垫导轨装置如图甲所示，实验所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。下面是实验的主要步骤：
A．安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平
B．向气垫导轨空腔内通入压缩空气
C．把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架，固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向
D．使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮，把滑块2放在气垫导轨的中间
E．先接通打点计时器的电源，待打点计时器工作稳定后释放滑块1，让滑块1带动纸带一起运动，运动一段时间后与滑块2碰撞并粘在一起继续运动，打点计时器打出的纸带如图乙所示。
已知滑块1的质量为200g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为100g，打点计时器每隔0.02s打一个点。通过计算可知，两滑块相互作用前系统的总动量为______kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为______ kg·m/s。两结果不完全相等的主要原因是______。（计算结果均保留三位有效数字）
4．气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：
a．松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰到C、D挡板时计时器结束计时，分别记下A、B到达C、D的运动时间t1和t2．
b．在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置．
c．给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平．
d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1，B的右端至D板的距离L2．
（1）实验步骤的正确顺序是_________________．
（2）实验中还需要的测量仪器是_____________．
还需要测量的物理量是____________________．
（3）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________．
（4）实验中弹簧与A、B滑块之一是粘连好还是不粘连好？__________好．
5．“碰撞中的动量守恒”实验装置如图甲所示，让质量为m1的小球A从斜槽上的某一位置自由滚下，与静止在支柱上质量为m2的小球B发生对心碰撞.
（1）安装轨道时，要求轨道末端____________.
（2）两小球的质量应满足m1____________m2
（3）用游标卡尺测小球直径时的读数如图乙所示，则小球的直径d=___________cm.
（4）实验中还应测量的物理量是_______
A．两小球的质量m1和m2
B．小球A的初始高度h
C．轨道末端切线离地面的高度H
D．两小球平抛运动的时间t
E．球A单独滚下时的落地点P与O点距离SOP
F．碰后A、B两小球的落地点M、N与O点距离SOM和SON
（5）若碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，下列式子可能成立的是_______
A． B．
C． D．
（6）若碰撞为弹性碰撞，除动量守恒外，还需满足的关系式是________.（用所测物理量的字符表示）
6．用如图所示的装置验证碰撞过程中动量守恒。气垫导轨左端固定弹射装置，滑块甲压缩弹射装置并被锁定，滑块乙静置于光电门1与光电门2之间。滑块甲（含挡光片）质量用m1表示，滑块乙（含挡光片）质量用m2表示，滑块甲和乙上的挡光片宽度相同用L表示。调平导轨并充气，解除弹射装置锁定，测得滑块甲第一次通过光电门1的时间为t0，第二次通过光电门1的时间为t1，滑块乙第一次通过光电门2的时间为t2
（1）滑块甲和乙碰撞前总动量大小的表达式是___________。（用上述物理量符号表示）
（2）要验证滑块甲和乙碰撞过程中动量守恒，三个物理量m1、m2和L中，必须要测量的有___________。
（3）若等式___________成立，则可验证滑块甲和乙碰撞过程中动量守恒。（用上述物理量符号表示）
7．如图为实验室中验证动量守恒实验装置示意图。
(1)实验中必须测量的物理量是________
A．小球质量
B．小球起始高度h
C．小球“飞出”的时间
D．桌面离地面的高度H
E．小球“飞出”的水平距离OP、OM、ON
(2)实验中必须要求的条件是_____
A．斜轨道必须是光滑的
B．轨道末端的切线必须水平
C．球心在碰撞瞬间必须在同一高度
D．每次必须从同一高度处滚下
(3)如果入射小球、被碰小球质量分别是m1和m2，只要在误差范围内满足_____，就可以认为验证了动量守恒定律。
8．如图所示为某课外兴趣小组想“验证动量守恒定律”的实验装置示意图。气垫导轨水平放置，滑块A、滑块B置于气垫导轨上。滑块A连同上面的遮光片的总质量为m，滑块B连同上面的遮光片的总质量为M，且m（1）本实验________（填“能”或“不能”）验证动量守恒定律；如果能，请写出需要验证的式子；如果不能，请说明理由________（式子用题目给出的字母表示）；
（2）设碰前滑块A的动能为EkA，碰后A的动能为EL的动能为，则EkA________（填“大于”“等于”或“小于”）。
9．为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作：
Ⅰ．将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
Ⅱ．将木板向右平移适当的距离固定，再使小球a 从原固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹B；
Ⅲ．把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端，让小球a 仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两小球分别撞到木板并在白纸上留下痕迹A和C；
Ⅳ．用天平测出a、b两个小球的质量分别为ma和mb，用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3．
根据上述实验，请回答下列问题：
（1）小球a和b发生碰撞后，小球a在图中痕迹应是___________点．
（2）小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果______产生误差（选填“会”或“不会”）
（3）用本实验中所测得的物理量来验证两小球碰撞过程中动量守恒，其表达式为：_________．
10．现利用图甲所示的装置“验证动量守恒定律”。在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片数字计时器（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的质量，滑块B的质量，遮光片的宽度；打点计时器所用交变电流的频率。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，碰后数字计时器显示的时间为，碰撞前、后打出的纸带如图乙。
（1）通过分析可知：纸带的_______端（填“A”或“B”）与滑块A左侧相连；
（2）滑块A在碰撞前速度大小，滑块A在碰撞后速度大小=_______，滑块B碰撞后的速度大小为=_______（保留三位有效数字）；
（3）设两滑块碰撞前、后的动量分别为p和，则和=_______（保留三位有效数字）
11．验证碰撞中动量守恒的装置如图，A、B是直径均为d，质量分别是mA和mB的两个小球，A球为入射球，B球为被碰球，两球质量大小关系必须是mA_____mB（填“>”、“<”或“=”）。入射小球不与被碰球碰撞的落点是______点，入射球与被碰球碰撞后的落点是___________点。
12．利用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒，圆弧轨道下端与水平桌面相切。先将小滑块a从圆弧轨道上的某一点无初速度释放，测出小滑块在水平桌面上滑行的距离x1，如图甲所示。将同种材料制成的小滑块b放在圆弧轨道的最低点，再将小滑块a从圆弧轨道的某一点无初速度释放，小滑块a与小滑块b碰撞后，分别测出小滑块b和小滑块a在水平桌面上滑行的距离x2、x3，如图乙所示。
(1)下列实验条件必须满足的有______；
A．圆弧轨道必须光滑
B．小滑块a两次必须从圆弧轨道的同一点释放
C．实验中必须测出释放点离水平桌面的高度
D．小滑块a的质量不能小于小滑块b的质量
(2)还需要测量的物理量有______（写出物理量的名称和相应的字母）；
(3)用已知的物理量和测得的物理量表示，只要满足关系式______，就说明两滑块碰撞中动量守恒。
13．如图所示，某同学利用光电门、斜面、弹簧、滑块、小球等装置设计了一个实验，验证动量守恒定律。
主要操作步骤为：
①将光电门固定在光滑水平桌面上；
②用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量ma、mb；
③从桌面边缘搭建斜面，斜面顶端与桌面等高，在斜面上铺白纸，白纸上面放上复写纸；
④在a和b锁定一压缩的轻弹簧，将系统静止放置在平台上；
⑤解除锁定，a、b瞬间被弹开，记录a通过光电门时挡光片的遮光时间t；
⑥记录b落在斜面上的点M，用刻度尺测出其到桌面边缘O的距离OM。
已知挡光片宽度为d，重力加速度为g，请回答下列问题：
（1）滑块a经过光电门时的瞬时速度v=___________（用题干中字母表示）；
（2）若测得斜面总长为s，高为h，O、M间距离为s0，则小球做平抛运动的初速度v0=___________；
（3）若a、b在解除锁定过程中动量守恒，需满足的关系式是___________（用题干中字母表示）。
（4）写出一条减小实验误差的方法：___________。
14．某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置在在G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，为未放被碰小球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点。若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于，米尺的零点与O点对齐。（注意MA>MB）
(1)碰撞后B球的水平射程应为____________cm
(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：_________（填选项号）。
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量
E．测量G点相对于水平槽面的高度
15．利用如图所示的装置验证“碰撞中的动量守恒”。光滑度较高的水平桌面上固定一个半圆弧竖直挡板，在A、B两点处各安装一个压力传感器，桌面及挡板上均涂有润滑油，实验步骤如下：
①在A、B两点间的某个位置靠挡板放置一个质量为m2的小球2；
②在挡板左端点处放置另一质量为m1的小球1；
③给小球1某一初速度使之沿着挡板运动，并与小球2发生碰撞，直至两球均离开挡板；
④记录A处传感器先后显示的两个压力值F1、F2和B处传感器显示的一个压力值F3。
实验过程中_____________（填“需要”或“不需要”）要测量半圆弧挡板的半径；碰撞瞬间小球1对小球2的冲量大小正比于__________（填“F3”或“”）；若在误差允许的范围内，等式____________成立，则可证明碰撞前后两小球组成的系统总动量不变；若该过程为弹性碰撞，则F1、F2、F3还应满足的等式为____________。
16．为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：
步骤1：在A、B的相撞面分别装上橡皮泥，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；
步骤2：安装好实验装置如图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽。倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；
步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；
步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，P掉B木块只剩下A木块，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图所示
(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置________。
①在P5、P6之间
②在P6处
③在P6、P7之间
(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是________。
①A、B两个滑块的质量m1和m2
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的s45、s56和s67、s78
⑥照片上测得的s34、s45、s56和s67、s78、s89
⑦滑块与桌面间的动摩擦因数
写出验证动量守恒的表达式___________________________________________．
17．在验证碰撞中动量守恒的实验中，实验要证明的是动量守恒定律的成立，即m1v1=m1v1′+m2v2′
（1）按这一公式的要求，需测量两小球的质量和它们碰撞前后的水平速度，但实验中我们只需测量两小球的质量和飞行的水平距离．这是因为__；
（2）用图中的符号来表示A、B两小球碰撞中动量守恒的表达式是__．
（3）两球质量应满足m1__m2．
18．图为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图．
（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是m1______m2．
（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使___________________________
19．在下面“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B，测得的质量分别为和，遮光板的宽度相同．实验中，用细线将两个滑块拉近使弹簧压缩，然后烧断细线，弹簧落下，两个滑块弹开，测得它们通过光电门的速率分别为、．用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式 __________；本实验选用气垫导轨根本目是______________________________．
20．如图所示的实验装置，可用来研究平抛物体的运动．
（1）关于实验过程中的一些做法，以下合理的有______；
A．安装斜槽轨道，使其末段保持水平
B．调整木板，使之与小球下落的竖直面平行
C．每次小球应从同一位置由静止释放
D．用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
（2）某同学在实验操作时发现，将小钢球轻轻放在斜槽末端时，小球能自动滚下．他应该如何调整：__________________________________；
（3）以抛出点为坐标原点O，利用水平位移x和竖直位移y的多组数据做出小球的运动轨迹图，如右图所示．在图线上取一点P，其坐标如图所示．则小球从O运动到P的时间t=_______s；小球初速度的大小v0=_________m/s（重力加速度g取10m/s2）．
21．如图所示，某同学利用气垫导轨和光电门“验证动量守恒定律”。将气垫导轨放置在水平桌面上，导轨的左端有缓冲装置，右端固定有弹簧。将滑块b静止放于两光电门之一间，用弹簧将滑块a弹出。滑块a被弹出后与b发生碰撞，b与缓冲装置相碰后立即停下，测得滑块a、b质量分别为ma、mb，两个滑块上安装的挡光片的宽度均为d。
(1)实验中记录下滑块b经过光电门时挡光片的挡光时间为t0，滑块a第一次、第二次经过光电门A时，挡光片的挡光时间分别为t1、t2，则通过表达式___________可以验证动量守恒定律。物块a、b的质量大小关系为ma___________mb（填“>”“＜”或“=”）；
(2)将滑块b上的挡光片取下，在两滑块a端面粘上轻质尼龙拉扣，使两滑块碰撞能粘在一起运动，记录下滑块a上挡光片经过光电门A的挡光时间为ta，滑块a、b粘在一起后挡光片经过光电门B的挡光时间为tb，若两滑块的质量仍为ma、mb，则验证动量守恒定律的表达式是___________。
22．用如图所示的装置可以验证动量守恒定律,在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片．
（1）实验前需要调节气垫导轨水平,借助光电门来检验气垫导轨是否水平的方法是________.
（2）为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量关系,实验分两次进行．
第一次：让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置．给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后又分开,滑块A再次通过光电门1的时间为,滑块B通过光电门2的时间为
第二次：在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶,同样让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置．给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后粘连在一起,滑块B通过光电门2的时间为
为完成该实验,还必须测量的物理量有_______(填选项前的字母)．
A．挡光片的宽度d B．滑块A的总质量
C．滑块B的总质量 D．光电门1到光电门2的间距L
（3）在第二次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为________(用已知量和测量量表示)．
（4）在第一次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中机械能守恒,则应该满足的表达式为____________(用已知量和测量量表示）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BC
【详解】
A．两小车质量不相等，系统碰撞前后动量仍然守恒，故不会导致实验误差，故A错误；
B．挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，使计算速度出现误差，故B正确；
C．滑轨不水平，小车速度将受重力的影响，从而导致实验误差，故C正确；
D．两小车碰后连在一起是完全非弹性碰撞，系统碰撞前后动量仍然守恒，故不会导致实验误差，故D错误。
故选BC。
2．B
【详解】
①小球与斜槽之间有摩擦；对实验结果没有影响。
②安装斜槽时其末端不水平；导致小球做斜抛，会增大实验的误差。
③建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点；实际的抛出点为小球球心的位置，会增大实验误差。
④根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点较远。对实验结果没有影响。
由以上分析可知②③符合题目要求。
故选B。
3．0.302 0.300 滑块运动的过程中受到阻力
【详解】
[1]放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得，碰撞前滑块1的动量为
滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.302kg m/s.
[2]碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为
[3]结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用。
4．（1）cbda； （2）天平， A、B两滑块的质量MA、MB； （3）； （4）粘连
【解析】
【详解】
(1)采用的实验步骤为：给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平；在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置；用刻度尺测出A的左端至C板的距离，B的右端至D板的距离；松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰到C、D挡板时计时器结束计时，分别记下A、B到达C、D的运动时间和；所以实验操作的顺序是cbda；
(2、3、4)滑块在气垫导轨上做匀速直线运动，根据A、B运行的距离和时间可以求出分开时的速度，根据动量守恒定律得，又，，则，知还需要测量A、B的质量、，所需的器材是天平；利用测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是；
(5)只与A、B中的某一个粘连好，这样把弹簧的质量考虑进去，会减小系统误差；不粘连好，否则A、B可能碰不到C、 D；使计时误差大．
5．切线水平 > 1.04 AEF B
【详解】
（1）[1]为了保证每次小球都做平抛运动，则需要轨道的末端切线水平.
（2）[2]验证碰撞中的动量守恒实验，为防止入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即m1>m2.
（3）[3]游标卡尺的游标是10分度的，其精确度为0.1mm，则图示读数为：10mm+4×0.1mm=10.4mm=1.04cm.
（4）[4]小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相等，两球碰撞动量守恒，有：
，
两边同时乘以时间t，则
，
根据落点可化简为：
，
则实验还需要测出：两小球的质量m1和m2；球A单独滚下时的落地点P与O点距离SOP
F；碰后A、B两小球的落地点M、N与O点距离SOM和SON；故填AEF.
（5）[5]根据动量守恒：
移项化简有：
，
即：
.
故填B.
（6）[6]若两球为弹性碰撞，满足机械能守恒：
速度用平抛的水平位移代换后，可得：
.
6． m1、m2
【详解】
（1）[1]滑块乙静置于光电门1与光电门2之间，则滑块乙的动量为
滑块甲第一次通过光电门1的时间为t0，则滑块甲的动量为
所以滑块甲和乙碰撞前总动量大小
（3）[3]若滑块甲和乙碰撞过程中动量守恒，则有
即
化简得
（2）[2]由可知要验证滑块甲和乙碰撞过程中动量守恒，三个物理量m1、m2和L中，必须要测量的有m1、m2。
7．AE BCD
【详解】
(1)[1]两球碰撞后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间相等，碰撞过程动量守恒，则
两边同时乘以时间得
则
实验需要测出小球质量、小球“飞出”的水平距离OP、OM、ON，故选AE。
(2)[2]A．“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜轨道是否光滑没有要求，故A错误；
B．要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；
C．要保证两小球发生对心碰撞，故球心在碰撞瞬间必须在同一高度，故C正确；
D．要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D正确。
故选BCD。
(3)[3]由以上分析可知，实验需要验证
8．能 大于
【详解】
（1）[1]光电门可以测出两滑块碰撞前后的速度，而碰撞发生在没有摩擦的气垫导轨上，则本实验能验证动量守恒定律；
[2]根据动量守恒
整理可得
（2）[3]因为实验中有橡皮泥，所以碰撞过程中有机械能损失，即EkA大于E′kA+EkB。
9．C 不会
【详解】
（1）[1]小球a由静止释放后撞在B点，小球a和b发生碰撞后，a的速度减小，平抛运动的水平位移不变，可知运动的时间增大，则下降的高度变大，应该落在C点．
（2）[2]小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，不会对实验结果产生误差，因为只要保证小球从静止释放到达最低点的速度相等即可，斜槽不一定需要光滑．
（3）[3]根据y2＝gt22得
则小球a不与小球b碰撞，平抛运动的初速度
同理可得，小球a与b碰撞后，b的速度
a的速度
验证动量守恒的表达式为
mav2=mav1+mbv3
10．B 0.880 2.50 0.546
【详解】
（1）[1]根据滑块A的质量，滑块B的质量，滑块A碰后速度小于碰前速度，所以纸带B端与滑块A相连。
（2）[2]根据速度的定义，滑块运动的瞬时速度大小
纸带上相邻两点的时间间隔为
则可视为很短。设滑块A碰撞后瞬时速度大小为，有
[3]设滑块B碰撞后的速度大小为，有
代入题给实验数据得
（3）[4]两滑块碰撞后的动量
11．> P M
【详解】
[1] 在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有
在碰撞过程中动能守恒，故有
解得
要碰后入射小球的速度 ，必须
[2] 入射小球不与被碰球碰撞的落点是P。
[3] 入射球与被碰球碰撞后速度减小，做平抛运动的水平位移变小，故的落点是M。
12．BD 小滑块a的质量M和小滑块b的质量m
【详解】
(1)[1]A、只要使A从同一位置由静止释放，不论圆弧轨道是否光滑，A到达水平面时的速度都相等，实验中所用圆弧轨道不必是光滑的，故A错误；
B、为保证A到达水平面时的速度相等，两次必须从圆弧轨道上同一点无初速度释放滑块A，故B正确；
C、滑块到达底端的速度由它在水平面上滑行的距离求得，没必要测量滑块释放点离水平桌面的高度，选项C错误；
D、小滑块a的质量不能小于小滑块b的质量，否则碰后会反弹，选项D正确。
故选BD。
(2)[2]A在水平面运动过程，由动能定理得
解得
同理可求得A、B碰后的速度分别为
则要验证的关系为
即
即
则还需要测量的物理量是小滑块a的质量M和小滑块b的质量m.
(3)[3]由(2)的分析可知，只要满足关系式
就说明两滑块碰撞中动量守恒。
13． 可以减小挡光片的宽度，从而使a经过光电门的速度更精确
【详解】
(1)[1]烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度为
(2)[2]由题意可知，b竖直下落的高度为
由竖直方向自由落体可得
则初速度为
(3)[3]由动量守恒可得
即
(4)[4]可以减小挡光片的宽度，从而使a经过光电门的速度更精确。
14．64.7 ABD
【详解】
(1)[1]将10个点圈在圆内的最小圆的圆心作为读数点，可由米尺测得B球的水平射程约是64.7cm。
(2)[2]AB．从同一高度做平抛运动飞行的时间t相同，而水平方向为匀速运动，因此水平距离x=vt，所以只要测出小球飞行的水平距离，就可以用水平距离代替平抛初速度，亦即碰撞前后的速度，因此必须测量两球飞行的水平距离，AB正确；
CD．需要计算MA OP＇与MA OM+MB ON是否相等，即可以说明两个物体碰撞前后各自的质量与其速度的乘积是否相等，因此必须测量两球的质量，又因两球的半径相同，不必测量其直径，C错误，D正确；
E．因小球A每次都是在从斜槽G点由静止开始滚下，所以不必测量G点相对于水平槽的高度，E错误。
故选ABD。
15．不需要
【详解】
[1][2][3]由题可知
若动量守恒成立，则
联立解得
此关系中不含有挡板的半径，故而不需要测量。
碰撞瞬间小球1对小球2的冲量大小为
联立解得
所以碰撞瞬间小球1对小球2的冲量大小正比于。
[4]若为弹性碰撞，则有
联立解得
16．② ①⑥
【详解】
(1)[1]P6位置滑块速度明显减小，故A、B相撞的位置在P6处，故②正确，①③错误。
故选②。
(2)[2][3]设碰撞前滑块A在P4、P5、P6的速度分别为v4、v5、v6， 碰撞后，整体在P6、P7、P8的速度分别为v6′，v7、v8，则
，
又
得到碰撞前滑块A速度
同理，碰撞后整体的速度
原来需要验证的方程为
将上两式代入整理得
即需要验证的表达式，需要直接测量的物理量是：A、B两个滑块的质量m1和m2及s34、s45、s56和s67、s78、s89；故①⑥正确。
17． 小球均做平抛运动，并且在空中飞行时间相同 m1OP=m1OM+m2ON ＞
【解析】（1）小球碰撞后做平抛运动，高度相同，则平抛运动的飞行时间相同，可用小球飞行的水平距离来代表小球的水平速度．
（2）验证A、B小球动量守恒，即验证，为入射小球碰撞前后的速度，为碰撞后B的速度，设平抛运动的时间为t，则有：，
动量守恒的表达式为；
（3）为了防止入射球碰后反弹，必须保证入射球大于被碰球的质量，即。
点睛：本实验主要是要把动量守恒用水平方向的位移表示出来，同学们一定要注意掌握，因为这是本实验的一个重要的技巧。
18．> 其末端切线水平
【解析】
试题分析：（1）在两球发生碰撞后能够发生弹性碰撞，要求球1的质量大于球2的质量，故有：；（2）为了使球做平抛运动，需要使斜槽末端保持水平．
考点：本题考查动量守恒定律的验证．
19．m1v1﹣m2v2=0 使物体不受摩擦力作用，系统所受合外力为零
【详解】
烧断细线，弹簧落下，两个滑块弹开后分别作匀速直线运动，它们通过光电门的速率就等于弹簧结束作用时的速率，所以表示动量守恒应满足的关系式为
选用气垫导轨根本目的是将滑块托起，使滑块不受摩擦力作用，保证系统所受合外力为零．
20．（1）ABC （2）调节斜槽末段水平 （3）0.3 1
【详解】
解：(1)A、为了保证小球离开斜槽后做平抛运动，安装斜槽轨道时，使其末端保持水平，故选项A正确；
B、为准确方便确定小球运动轨迹，应调整木板，使之与小球下落的竖直面平行，故选项B正确；
C、为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次小球应从斜槽的同一位置由静止释放，故选项C正确；
D、用平滑的曲线连接描绘的点得到小球的运动轨迹，故选项D错误；
(2) 小球能自动滚下说明斜槽末端不水平，应该调整：调节斜槽末端水平，保证小球做平抛运动；
(3)根据，解得小球从O运动到P的时间
水平方向则有，解得小球初速度的大小
21． <
【详解】
(1)[1][2]滑块b碰后的速度
滑块a碰前的速度
滑块a碰后弹回的速度
要验证的关系是
即
即
因a碰后反弹，则物块a、b的质量大小关系为ma(2)[3]滑块a经过光电门A的速度
两滑块粘在一起后经过光电门B时的速度
要验证的关系是
即
即
22．使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等；若相等，则导轨水平 BC
【分析】
（1）在调整气垫导轨水平时，接通气源后，使滑块静止于导轨的任何位置或接通气源后，给滑块一个初速度，使滑块通过两光电门的时间相等；（2、3）根据速度公式可求得碰后两物体的速度，再根据动量守恒定律即可确定应验证的表达式，从而确定应测量的物理量；（4）求出碰撞前A、B的速度，根据机械能守恒定律列式即可．
【详解】
解：（1）使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等；若相等，则导轨水平；（2）本实验中需要验证动量守恒，所以在实验中必须要测量质量和速度，速度可以根据光电门的时间求解，而质量通过天平测出，同时，遮光板的宽度可以消去，所以不需要测量遮光片的宽度；故BC正确，AD错误，故选BC；（3）在第二次实验中，碰撞后AB速度相同，根据动量守恒定律有：，根据速度公式可知，，代入则有： ；（4）在第一次实验中，碰撞前A的速度为，碰撞后A的速度为，B的速度为，根据机械能守恒定律有：，代入则有：．
【点睛】
本题利用气垫导轨进行验证动量守恒定律的实验，要求能明确实验原理，注意碰撞前后两物体的位置从而明确位移和速度，再根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式即可求解．
答案第1页，共2页
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