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2022--2023学年高中物理选择性必修第一册同步练习：1.4实验：验证动量守恒定律
一、实验探究题
1．（2022高一下·四川期末）如图所示，用碰撞实验器可以“验证动量守恒定律”，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前、后的动量关系。则：
（1）下列说法中符合实验要求的是____。
A．安装轨道时，轨道末端必须水平且光滑
B．必要的测量仪器有天平、刻度尺和秒表
C．入射小球必须比靶球的质量大，且二者的直径必须相同
D．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射小球必须从同一位置由静止释放
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影实验时，先让入射小球多次从S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置。然后，把靶球静置于轨道的末端，再将入射小球从同一位置由静止释放，多次重复，并找到碰撞后两球各自落地点的平均位置。
①简述确定平均落点位置的办法： 。
②用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置与O点的距离，、、。入射小球的质量为，靶球的质量为，若满足关系式 ，则两球碰撞前、后系统动量守恒。
【答案】（1）C；D
（2）用一个尽量小的圆把各落点位置圈起来，则圆心表示小球的平均落点位置；
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)A．安装轨道时，轨道末端必须水平，以确保小球水平抛出，但不需要光滑，A不符合题意；
B．只要小球平抛的竖直位移相等，所用时间相等，则平抛的初速度与水平位移成正比，即可验证动量是否守恒，需要天平测小球质量，刻度尺测平抛水平位移，不需要秒表，B不符合题意；
C．碰撞过程由动量守恒定律及机械能守恒定律分别可得
联立解得，
入射小球质量m1必须大于靶球质量m2，碰后两球才都会向前运动，另外两球的直径必须相同，才能在水平面上发生对心碰撞，C符合题意；
D．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射小球必须从同一位置由静止释放，以确保碰前的初速度相同，D符合题意。
故答案为：CD。
(2)确定平均落点位置的办法：用一个尽量小的圆把各落点位置圈起来，则圆心表示小球的平均落点位置。
由
可知，小球做平抛运动时间相同，初速度与水平位移成正比，故动量守恒的表达式由
变形为
【分析】（1）根据 碰撞实验器可以“验证动量守恒定律” 的实验原理以及注意事项选择正确的选项；
（2）根据平抛运动的规律以及动量定理得出需要验证的表达式。
2．（2022高一下·内江期末）如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。则：
（1）入射小球与被碰小球的直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使其末端
（3）在以下提供的实验器材中，本实验不需要的有____（选填选项前的字母）
A．刻度尺 B．重锤线 C．天平 D．秒表
【答案】（1）大于
（2）水平
（3）D
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）小球碰撞过程中，遵循动量和能量守恒，有
联立可得
要使碰后入射小球m1的速度大于零，则大于。
（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽，使斜槽末端保持水平；
（3）A．实验需要测量小球的水平位移，需要刻度尺，A不符合题意；
B．实验需要用重锤线确定小球做平抛运动的起点，B不符合题意；
C．实验需要测小球的质量，需要太平，C不符合题意；
D．入射小球和被碰小球从相同的高度做平抛运动，运动时间相同，不需要秒表测时间，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）小球碰撞过程中，遵循动量和能量守恒，联立方程求解。
（2）调整斜槽，使斜槽末端保持水平，初速度水平。
（3）实验需要测量小球的水平位移，需要刻度尺，需要测小球的质量，需要天平，运动时间相同，不需要秒表测时间。
3．（2022高一下·广安期末）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个体积相同的小球在水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是我们仅用一把刻度尺就能够间接地解决这个问题，那么需要测量的物理量是____ ；（填选项前的编号）
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程x
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球多次从倾斜轨道上S点由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量水平射程。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射小球从同一S点静止释放，与小球相碰，并多次重复，得到小球和的平均落点分别为M、N，测得、两小球的水平射程分别为，。则两小球质量满足的关系应为 ；（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）若实验结果为 （用（2）中测量的量表示），则可以验证两小球碰撞前后系统动量守恒。
【答案】（1）C
（2）大于
（3）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）小球从同一位置平抛，其落地时间相等，只需要测出小球在水平方向运动的距离，即平抛运动的射程来表示碰撞前的速度即可。
故答案为：C。
（2）实验中为了防止小球被弹回，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，即m1大于m2。
（3）设小球落地所用时间为t，则由题意可得入射小球m1落到P点时的速度为
m1落到M点时的速度为
m2落到N点时的速度为
由动量守恒可得
【分析】（1）根据 “碰撞实验器”可以验证动量守恒定律 的实验原理得出需要测量的物理量；
（2）根据 “碰撞实验器”可以验证动量守恒定律的实验原理得出实验时入射小球的质量必须大于被碰小球的质量；
（3）结合中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度相等得出P、M、N三点的速度表达式，结合动量守恒得出需要验证的表达式。
4．（2022高二下·珠海期末）某实验小组用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，小车A前端贴有橡皮泥，后端连一穿过打点计时器的纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图乙上。
（1）实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是 ，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）图中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车A碰撞前的速度大小应选 段，计算两车碰撞后的速度大小应选 段；
（3）若小车A的质量为，小车B的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是 ，碰后两小车的总动量是 。（结果保留3位有效数字）
【答案】（1）平衡摩擦力
（2）BC；DE
（3）0.856；0.855
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是平衡摩擦力，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，BC段为匀速运动的阶段，故答案为：BC段计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动为匀速直线运动，故在相同时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度；
（3）打点计时器为50Hz，则两点时间T=0.02s，碰前小车的速度为
故碰前的总动量为
碰后小车的共同速度为
故碰后的总动量为
【分析】（1）验证动量守恒定律需要小车做匀速直线运动则需要平衡摩擦力；
（2）利用匀速段可以求出对应小车碰撞前后速度的大小；
（3）利用其速度和质量的大小可以求出碰撞前后动量的大小。
5．（2022高二下·达州期末）实验小组采用图甲所示常规方案验证动量守恒定律，实验完成后，该小组将水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示，B、B′两点在同一水平线上，A、B两小球半径均相同，质量分别为mA和mB。
（1）组装实验装置时，斜槽末端 （选填“需要”或“不需要”）保持水平；
（2）选择A、B两小球的原则是____；
A．两球质量满足mA>mB
B．两球质量满足mAC．以上两种情况，都应该选择质量大、体积小的刚性小球进行实验
D．为了防止小球打坏木板，应选择质量小、体积大的软质小球实验
（3）正确选择器材后采用图甲所示装置，实验中还必须测量的物理量是 ；
（4）正确选择器材后采用图乙所示装置实验，下列说法正确的是____。
A．必需测量B′N，B′P和B′M的距离
B．必需测量BN，BP和BM的距离
C．若，则表明此碰撞动量守恒
D．若，则表明此碰撞动量守恒
【答案】（1）需要
（2）A；C
（3）OM、OP和ON的距离
（4）A；D
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）本实验需要小球从斜槽末端离开后做平抛运动，所以斜槽末端需要保持水平。
（2）AB．为了使两球碰撞后A球不反弹，两球质量满足mA>mB，A符合题意，B不符合题意；
CD．为了减小空气阻力对实验的影响，两小球都应该选择质量大、体积小的刚性小球进行实验，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC。
（3）采用图甲装置实验时，两小球下落高度相同，所以做平抛运动的时间相同，而两小球碰撞前后的速度分别正比于对应的水平位移大小，所以在验证动量守恒表达式时可直接代入水平位移来间接代替速度，则实验中还必须测量的物理量是OM、OP和ON的距离。
（4）采用图乙装置实验时，设A与B碰撞前瞬间的速度为v1，碰后瞬间二者的速度分别为v1′和v2′，根据动量守恒定律和机械能守恒定律分别得①
②
联立①②解得③
④
两小球做平抛运动的水平位移相同，水平初速度与运动时间成反比，而下落高度越大运动时间越长，则根据③④式可知P点是A单独抛出时在竖直木板上的撞击点，M、N点分别是A与B碰撞后在各自在竖直木板上的撞击点，根据平抛运动规律可得⑤
⑥
⑦
联立①⑤⑥⑦可得⑧
若⑧式在误差允许范围内成立，则表明此碰撞动量守恒，且要验证上式，必需测量B′N、B′P和B′M的距离。
故答案为：AD。
【分析】（1）小球从斜槽末端离开后做平抛运动，所以斜槽末端需要保持水平。
（2）为了使两球碰撞后A球不反弹，两球质量满足mA>mB，为了减小空气阻力对实验的影响，两小球都应该选择质量大、体积小的刚性小球。
（3）验证动量守恒表达式时可直接代入水平位移来间接代替速度，实验中还必须测量的物理量是OM、OP和ON的距离。
（4）在误差允许范围内成立，碰撞动量守恒，据动量守恒定律和机械能守恒定律得出动量守恒定律表达式，必需测量B′N、B′P和B′M的距离。
6．（2022高二下·安康期末）在“验证动量守恒定律”的实验中：
（1）某同学先采用如图甲所示的装置进行实验。把两个小球用等长且不可伸长的细线悬挂于同一点，让B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起。（小球的直径d相等且远小于细线长度L）实验中必须测量的物理量有____（填选项前的字母）。
A．细线的长度L
B．A球质量和B球质量
C．释放时A球被拉起的角度
D．碰后摆起的最大角度
E．当地的重力加速度g
（2）某同学又用如图乙所示的装置做验证动量守恒定律的实验，下列说法中不符合本实验要求的是____（填选项前的字母）。
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端的切线是水平的
C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放
D．入射小球与被碰小球满足，
（3）若该同学在用如图乙所示的装置的实验中，正确操作，认真测量，得出的落点情况如图丙所示，则入射小球质量和被碰小球质量之比为 。
【答案】（1）B；C；D
（2）A；D
（3）3：2
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）A球静止释放到两球碰撞前，根据机械能守恒定律有
两球碰撞后到一起运动到最高点，根据机械能守恒定律有
碰撞中的不变量满足
验证动量守恒定律的表达式为
需测量的物理量为A球的质量和B球的质量以及释放时A球被拉起的角度和碰后摆起的最大角度。
故答案为：BCD。
（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，只要小球离开轨道后做平抛运动即可，对斜槽是否光滑没有要求。A不符合题意，与题意相符；
B．要保证每次小球都做平抛运动则轨道的末端必须水平。B符合题意，与题意不符；
C．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。C符合题意，与题意不符；
D．为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求，
D不符合题意，与题意相符。
故答案为：AD。
（3）设落地时间为t，则有，，
而动量守恒的表达式为
即
代入数据可得
【分析】（1）根据 “验证动量守恒定律”的实验原理得出需要测量的物理量：
（2）根据 “验证动量守恒定律”的实验原理以及注意事项得出不符合该实验的要求：
（3）根据平抛运动的规律以及动量守恒得出入射小球质量和被碰小球质量之比 。
7．（2022高二下·深圳期末）北京冬奥会引发了大家玩桌上冰壶的热潮。某学习小组用三只相同的冰壶来验证动量守恒定律。将两只壶竖直叠放粘连，记为A，另一只壶记为B。在桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：
①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到的距离；
②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与相切；
③如图丙，将A压缩弹簧至同一位置，射出后在处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到的距离、。
请回答以下问题：
（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的 。
（2）碰撞前瞬间A的速度大小与____成正比。
A． B． C． D．
（3）多次实验，若测量数据均满足关系式 （用题中给定符号表达），则说明冰壶碰撞过程中动量守恒。
【答案】（1）速度（速率、动量、动能等均可）
（2）C
（3）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的速度。
（2）由匀变速直线规律可得
碰撞前瞬间A的速度大小与成正比。
故答案为：C。
（3）设一个冰壶的质量为m，由匀变速直线运动规律可得，碰后A、B的速度为，
据动量守恒定律可得
联立解得
若测量数据均满足上述关系式，则说明冰壶碰撞过程中动量守恒。
【分析】（1）两次从同一位置弹射A是为了其A到达OO’线具有相同的速度；
（2）利用速度位移公式可以判别速度和位移的关系；
（3）利用速度位移公式可以求出碰后速度的表达式，结合动量守恒定律可以导出对应的表达式。
8．（2022高二下·钦州期末）下图为某同学在利用气垫导轨、滑块、数字计时器、光电门等器材验证动量守恒定律的实验装置图。该实验用到两个相同的光电门1和2及两个质量分别为和的滑块1和2，两滑块上分别固定有宽度相同、质量不计的长方形遮光片，滑块1的右侧和滑块2的左侧分别带有一个弹性片。
实验过程中，将气垫导轨调节水平后，滑块1、2分别被左右两侧的弹射架水平弹射出去，在两个光电门之间发生正碰后又分别经过光电门1和2而返回。
（1）用精度为的游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图所示，测得本实验中遮光片的宽度 mm。
（2）某次测量中，数字计时器记录的遮光片通过光电门的遮光时间为，则滑块的速度大小为 （结果保留2位有效数字）。
（3）若某次实验过程中，与光电门1连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为和，与光电门2连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为和，则验证动量守恒定律的表达式为 （以向右为正方向，用题目中的物理量符号表示）。
【答案】（1）5.5
（2）1.1
（3）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）10分度的游标卡尺精度为，遮光片的宽度为
（2）滑块的速度
（3）由题知，取向右为正，则碰撞前1、2的速度分别为，
则碰撞后A、B的速度分别为，
根据动量守恒定律，则有
代入各个速度的表达式，可得
【分析】（1）根据游标卡尺的读数原理得出遮光片的宽度：
（2）结合短时间内的平均速度等于瞬时速度得出滑块的速度：
（3）结合短时间内的平均速度等于瞬时速度以及动量守恒定律得出所要验证的表达式。
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2022--2023学年高中物理选择性必修第一册同步练习：1.4实验：验证动量守恒定律
一、实验探究题
1．（2022高一下·四川期末）如图所示，用碰撞实验器可以“验证动量守恒定律”，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前、后的动量关系。则：
（1）下列说法中符合实验要求的是____。
A．安装轨道时，轨道末端必须水平且光滑
B．必要的测量仪器有天平、刻度尺和秒表
C．入射小球必须比靶球的质量大，且二者的直径必须相同
D．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射小球必须从同一位置由静止释放
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影实验时，先让入射小球多次从S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置。然后，把靶球静置于轨道的末端，再将入射小球从同一位置由静止释放，多次重复，并找到碰撞后两球各自落地点的平均位置。
①简述确定平均落点位置的办法： 。
②用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置与O点的距离，、、。入射小球的质量为，靶球的质量为，若满足关系式 ，则两球碰撞前、后系统动量守恒。
2．（2022高一下·内江期末）如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。则：
（1）入射小球与被碰小球的直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使其末端
（3）在以下提供的实验器材中，本实验不需要的有____（选填选项前的字母）
A．刻度尺 B．重锤线 C．天平 D．秒表
3．（2022高一下·广安期末）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个体积相同的小球在水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是我们仅用一把刻度尺就能够间接地解决这个问题，那么需要测量的物理量是____ ；（填选项前的编号）
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程x
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球多次从倾斜轨道上S点由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量水平射程。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射小球从同一S点静止释放，与小球相碰，并多次重复，得到小球和的平均落点分别为M、N，测得、两小球的水平射程分别为，。则两小球质量满足的关系应为 ；（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）若实验结果为 （用（2）中测量的量表示），则可以验证两小球碰撞前后系统动量守恒。
4．（2022高二下·珠海期末）某实验小组用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，小车A前端贴有橡皮泥，后端连一穿过打点计时器的纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图乙上。
（1）实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是 ，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）图中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车A碰撞前的速度大小应选 段，计算两车碰撞后的速度大小应选 段；
（3）若小车A的质量为，小车B的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是 ，碰后两小车的总动量是 。（结果保留3位有效数字）
5．（2022高二下·达州期末）实验小组采用图甲所示常规方案验证动量守恒定律，实验完成后，该小组将水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示，B、B′两点在同一水平线上，A、B两小球半径均相同，质量分别为mA和mB。
（1）组装实验装置时，斜槽末端 （选填“需要”或“不需要”）保持水平；
（2）选择A、B两小球的原则是____；
A．两球质量满足mA>mB
B．两球质量满足mAC．以上两种情况，都应该选择质量大、体积小的刚性小球进行实验
D．为了防止小球打坏木板，应选择质量小、体积大的软质小球实验
（3）正确选择器材后采用图甲所示装置，实验中还必须测量的物理量是 ；
（4）正确选择器材后采用图乙所示装置实验，下列说法正确的是____。
A．必需测量B′N，B′P和B′M的距离
B．必需测量BN，BP和BM的距离
C．若，则表明此碰撞动量守恒
D．若，则表明此碰撞动量守恒
6．（2022高二下·安康期末）在“验证动量守恒定律”的实验中：
（1）某同学先采用如图甲所示的装置进行实验。把两个小球用等长且不可伸长的细线悬挂于同一点，让B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起。（小球的直径d相等且远小于细线长度L）实验中必须测量的物理量有____（填选项前的字母）。
A．细线的长度L
B．A球质量和B球质量
C．释放时A球被拉起的角度
D．碰后摆起的最大角度
E．当地的重力加速度g
（2）某同学又用如图乙所示的装置做验证动量守恒定律的实验，下列说法中不符合本实验要求的是____（填选项前的字母）。
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端的切线是水平的
C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放
D．入射小球与被碰小球满足，
（3）若该同学在用如图乙所示的装置的实验中，正确操作，认真测量，得出的落点情况如图丙所示，则入射小球质量和被碰小球质量之比为 。
7．（2022高二下·深圳期末）北京冬奥会引发了大家玩桌上冰壶的热潮。某学习小组用三只相同的冰壶来验证动量守恒定律。将两只壶竖直叠放粘连，记为A，另一只壶记为B。在桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：
①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到的距离；
②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与相切；
③如图丙，将A压缩弹簧至同一位置，射出后在处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到的距离、。
请回答以下问题：
（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的 。
（2）碰撞前瞬间A的速度大小与____成正比。
A． B． C． D．
（3）多次实验，若测量数据均满足关系式 （用题中给定符号表达），则说明冰壶碰撞过程中动量守恒。
8．（2022高二下·钦州期末）下图为某同学在利用气垫导轨、滑块、数字计时器、光电门等器材验证动量守恒定律的实验装置图。该实验用到两个相同的光电门1和2及两个质量分别为和的滑块1和2，两滑块上分别固定有宽度相同、质量不计的长方形遮光片，滑块1的右侧和滑块2的左侧分别带有一个弹性片。
实验过程中，将气垫导轨调节水平后，滑块1、2分别被左右两侧的弹射架水平弹射出去，在两个光电门之间发生正碰后又分别经过光电门1和2而返回。
（1）用精度为的游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图所示，测得本实验中遮光片的宽度 mm。
（2）某次测量中，数字计时器记录的遮光片通过光电门的遮光时间为，则滑块的速度大小为 （结果保留2位有效数字）。
（3）若某次实验过程中，与光电门1连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为和，与光电门2连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为和，则验证动量守恒定律的表达式为 （以向右为正方向，用题目中的物理量符号表示）。
答案解析部分
1．【答案】（1）C；D
（2）用一个尽量小的圆把各落点位置圈起来，则圆心表示小球的平均落点位置；
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)A．安装轨道时，轨道末端必须水平，以确保小球水平抛出，但不需要光滑，A不符合题意；
B．只要小球平抛的竖直位移相等，所用时间相等，则平抛的初速度与水平位移成正比，即可验证动量是否守恒，需要天平测小球质量，刻度尺测平抛水平位移，不需要秒表，B不符合题意；
C．碰撞过程由动量守恒定律及机械能守恒定律分别可得
联立解得，
入射小球质量m1必须大于靶球质量m2，碰后两球才都会向前运动，另外两球的直径必须相同，才能在水平面上发生对心碰撞，C符合题意；
D．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射小球必须从同一位置由静止释放，以确保碰前的初速度相同，D符合题意。
故答案为：CD。
(2)确定平均落点位置的办法：用一个尽量小的圆把各落点位置圈起来，则圆心表示小球的平均落点位置。
由
可知，小球做平抛运动时间相同，初速度与水平位移成正比，故动量守恒的表达式由
变形为
【分析】（1）根据 碰撞实验器可以“验证动量守恒定律” 的实验原理以及注意事项选择正确的选项；
（2）根据平抛运动的规律以及动量定理得出需要验证的表达式。
2．【答案】（1）大于
（2）水平
（3）D
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）小球碰撞过程中，遵循动量和能量守恒，有
联立可得
要使碰后入射小球m1的速度大于零，则大于。
（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽，使斜槽末端保持水平；
（3）A．实验需要测量小球的水平位移，需要刻度尺，A不符合题意；
B．实验需要用重锤线确定小球做平抛运动的起点，B不符合题意；
C．实验需要测小球的质量，需要太平，C不符合题意；
D．入射小球和被碰小球从相同的高度做平抛运动，运动时间相同，不需要秒表测时间，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）小球碰撞过程中，遵循动量和能量守恒，联立方程求解。
（2）调整斜槽，使斜槽末端保持水平，初速度水平。
（3）实验需要测量小球的水平位移，需要刻度尺，需要测小球的质量，需要天平，运动时间相同，不需要秒表测时间。
3．【答案】（1）C
（2）大于
（3）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）小球从同一位置平抛，其落地时间相等，只需要测出小球在水平方向运动的距离，即平抛运动的射程来表示碰撞前的速度即可。
故答案为：C。
（2）实验中为了防止小球被弹回，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，即m1大于m2。
（3）设小球落地所用时间为t，则由题意可得入射小球m1落到P点时的速度为
m1落到M点时的速度为
m2落到N点时的速度为
由动量守恒可得
【分析】（1）根据 “碰撞实验器”可以验证动量守恒定律 的实验原理得出需要测量的物理量；
（2）根据 “碰撞实验器”可以验证动量守恒定律的实验原理得出实验时入射小球的质量必须大于被碰小球的质量；
（3）结合中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度相等得出P、M、N三点的速度表达式，结合动量守恒得出需要验证的表达式。
4．【答案】（1）平衡摩擦力
（2）BC；DE
（3）0.856；0.855
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是平衡摩擦力，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，BC段为匀速运动的阶段，故答案为：BC段计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动为匀速直线运动，故在相同时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度；
（3）打点计时器为50Hz，则两点时间T=0.02s，碰前小车的速度为
故碰前的总动量为
碰后小车的共同速度为
故碰后的总动量为
【分析】（1）验证动量守恒定律需要小车做匀速直线运动则需要平衡摩擦力；
（2）利用匀速段可以求出对应小车碰撞前后速度的大小；
（3）利用其速度和质量的大小可以求出碰撞前后动量的大小。
5．【答案】（1）需要
（2）A；C
（3）OM、OP和ON的距离
（4）A；D
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）本实验需要小球从斜槽末端离开后做平抛运动，所以斜槽末端需要保持水平。
（2）AB．为了使两球碰撞后A球不反弹，两球质量满足mA>mB，A符合题意，B不符合题意；
CD．为了减小空气阻力对实验的影响，两小球都应该选择质量大、体积小的刚性小球进行实验，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC。
（3）采用图甲装置实验时，两小球下落高度相同，所以做平抛运动的时间相同，而两小球碰撞前后的速度分别正比于对应的水平位移大小，所以在验证动量守恒表达式时可直接代入水平位移来间接代替速度，则实验中还必须测量的物理量是OM、OP和ON的距离。
（4）采用图乙装置实验时，设A与B碰撞前瞬间的速度为v1，碰后瞬间二者的速度分别为v1′和v2′，根据动量守恒定律和机械能守恒定律分别得①
②
联立①②解得③
④
两小球做平抛运动的水平位移相同，水平初速度与运动时间成反比，而下落高度越大运动时间越长，则根据③④式可知P点是A单独抛出时在竖直木板上的撞击点，M、N点分别是A与B碰撞后在各自在竖直木板上的撞击点，根据平抛运动规律可得⑤
⑥
⑦
联立①⑤⑥⑦可得⑧
若⑧式在误差允许范围内成立，则表明此碰撞动量守恒，且要验证上式，必需测量B′N、B′P和B′M的距离。
故答案为：AD。
【分析】（1）小球从斜槽末端离开后做平抛运动，所以斜槽末端需要保持水平。
（2）为了使两球碰撞后A球不反弹，两球质量满足mA>mB，为了减小空气阻力对实验的影响，两小球都应该选择质量大、体积小的刚性小球。
（3）验证动量守恒表达式时可直接代入水平位移来间接代替速度，实验中还必须测量的物理量是OM、OP和ON的距离。
（4）在误差允许范围内成立，碰撞动量守恒，据动量守恒定律和机械能守恒定律得出动量守恒定律表达式，必需测量B′N、B′P和B′M的距离。
6．【答案】（1）B；C；D
（2）A；D
（3）3：2
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）A球静止释放到两球碰撞前，根据机械能守恒定律有
两球碰撞后到一起运动到最高点，根据机械能守恒定律有
碰撞中的不变量满足
验证动量守恒定律的表达式为
需测量的物理量为A球的质量和B球的质量以及释放时A球被拉起的角度和碰后摆起的最大角度。
故答案为：BCD。
（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，只要小球离开轨道后做平抛运动即可，对斜槽是否光滑没有要求。A不符合题意，与题意相符；
B．要保证每次小球都做平抛运动则轨道的末端必须水平。B符合题意，与题意不符；
C．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。C符合题意，与题意不符；
D．为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求，
D不符合题意，与题意相符。
故答案为：AD。
（3）设落地时间为t，则有，，
而动量守恒的表达式为
即
代入数据可得
【分析】（1）根据 “验证动量守恒定律”的实验原理得出需要测量的物理量：
（2）根据 “验证动量守恒定律”的实验原理以及注意事项得出不符合该实验的要求：
（3）根据平抛运动的规律以及动量守恒得出入射小球质量和被碰小球质量之比 。
7．【答案】（1）速度（速率、动量、动能等均可）
（2）C
（3）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的速度。
（2）由匀变速直线规律可得
碰撞前瞬间A的速度大小与成正比。
故答案为：C。
（3）设一个冰壶的质量为m，由匀变速直线运动规律可得，碰后A、B的速度为，
据动量守恒定律可得
联立解得
若测量数据均满足上述关系式，则说明冰壶碰撞过程中动量守恒。
【分析】（1）两次从同一位置弹射A是为了其A到达OO’线具有相同的速度；
（2）利用速度位移公式可以判别速度和位移的关系；
（3）利用速度位移公式可以求出碰后速度的表达式，结合动量守恒定律可以导出对应的表达式。
8．【答案】（1）5.5
（2）1.1
（3）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）10分度的游标卡尺精度为，遮光片的宽度为
（2）滑块的速度
（3）由题知，取向右为正，则碰撞前1、2的速度分别为，
则碰撞后A、B的速度分别为，
根据动量守恒定律，则有
代入各个速度的表达式，可得
【分析】（1）根据游标卡尺的读数原理得出遮光片的宽度：
（2）结合短时间内的平均速度等于瞬时速度得出滑块的速度：
（3）结合短时间内的平均速度等于瞬时速度以及动量守恒定律得出所要验证的表达式。
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