實驗七驗證動量守恒定律即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系.實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通過僅測(填選項前的序號)，間接地解決這個問題.A.小球開始釋放的高度hB?小球拋出點距地面的高度HC?小球做平拋運動的水平位移用天平測量兩個小球的質量川小m2圖中O點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球m】多次從斜軌上S位置靜止釋放；然后，把被碰小球m2靜止放在軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復，分別找到小球的平均落點M、P、N,并測量出平均水平位移OM.OP、ON.若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為［用(2沖測量的量表示］;若碰撞是彈性碰撞，那么還應該滿足的表達式為［用(2)中測量的量表示］.［審題指導］該題考查用“碰撞實驗器”驗證動量守恒定律，該實驗中，雖然小球做平拋運動，但是卻沒有用到速度和時間，而是用位移大小來體現水平速度.【解析】⑴根據平拋運動規律，若落地高度不變，則運動時間不變，因此可以用水平位移大小來體現水平速度大小，C正確.(3)根據平拋運動規律可知，落地高度相同，則運動時間相同，設落地時OPOMON間為'，則：vr~T次1=丁，偵一T而動量守恒的表達式是：mv^-mv^+m2v2則m1XOP=m1XOM+m2XON若為彈性碰撞，則碰撞過程系統動能相同，則有:1112mv=imv+2%瑪即滿足關系式：m1XOP2=m1XOM2+m2XON2.【答案】(1)C(3)m1XOP=m1XOM+m2XONm±XOP2=mXOM2^rnXON21.(2019-河南鄭州測試)在利用碰撞做“驗證動量守恒定律”的實驗中，實驗裝置如圖甲所示，圖甲中斜槽PQ與水平槽QR平滑連接，按要求安裝好儀器后開始實驗.先不放被碰小球，使入射小球從斜槽上的A點由靜止滾下，重復實驗若干次；然后把被碰小球靜止放在槽的水平部分的前端邊緣B處(槽口)，再使入射小球從斜槽上的A點由靜止滾下，再重復實驗若干次，在白紙上記錄下掛于槽口B的重垂線在記錄紙上的豎直投影點和各次實驗時小球落點的平均位置，從左至右依次為O、M、P、N點，測得兩小球直徑相等，入射小球和被碰小球的質量分別為m1、m2，且m1=2m2.則：圖甲圖乙兩小球的直徑用螺旋測微器測得，測量結果如圖乙，則兩小球的直徑均為12.895mm.入射小球每次都應從斜槽上的同一位置無初速度釋放，其目的是B.A-使入射小球每次都能水平飛出槽口B,使入射小球每次都以相同的動量到達槽口C-使入射小球在空中飛行的時間不變D,使入射小球每次都能與被碰小球對心碰撞下列有關本實驗的說法中正確的是BD.未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點分別是M、P未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點分別是P、MC?未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點分別是N、D.在誤差允許的范圍內若測得IONI=2IMPI，則表明碰撞過程中兩小球組成的系統滿足動量守恒定律解析：(1)螺旋測微器的主尺部分長度為12.5mm，轉動部分讀數為：39.5X0.01mm,故最終讀數為:(12.5+0.395)mm=12.895mm;(2)入射小球每次都應從斜槽上的同一位置無初速度釋放，是為了使小球每次都以相同的速度飛出槽口，即為了保證入射小球每次都以相同的動量到達槽口，B正確；(3)未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落點分別為P、M,A、C錯誤，B正確；設入射小球碰前瞬間的速度為氣，碰后瞬間的速度為v；,碰后瞬間被碰小球的速度為v',則mv=mv'+mV，由于m=f，則有2(v-V')=%'，211112212112設平拋時間為t，則OM=v；t,ON=v；t,OP=vt，所以若系統碰撞的過程中動量守恒，則滿足IONI=2IMPI,D正確.題后悟道利用斜槽小球碰撞驗證動量守恒的注意事項斜槽末端的切線必須水平；⑵入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放;(3)選兩球半徑都相同，質量較大的小球作為入射小球;⑷實驗過程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變.

命題點二實驗拓展創新類型1實驗情景創新a典例2〕某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗，氣墊導軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數量的小孔，向導軌空腔內不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩定地飄在導軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差.（1）下面是實驗的主要步驟：安裝好氣墊導軌，調節氣墊導軌的調節旋鈕，使導軌水平；向氣墊導軌空腔內通入壓縮空氣；把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊i的左端，調節打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；使滑塊i擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導軌的中間，已知碰后兩滑塊一起運動；，然后先，然后，讓滑塊1帶動紙帶一起運動；，然后取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖乙所示;測得滑塊1（包括撞針）的質量為310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質量為205g.請完善實驗步驟⑥的內容.（2）已知打點計時器每隔0.02s打一個點，兩滑塊相互作用前質量與速度的乘積之和為kg-m/s；兩滑塊相互作用以后質量與速度的乘積之和為kg?m/s?（保留三位有效數字）⑶第(2)問中兩結果不完全相等的主要原因是.【解析】(1)應先接通打點計時器的電源，然后釋放拖動紙帶的滑塊1.(2)放開滑塊1后，滑塊1做勻速運動，與滑塊2發生碰撞后跟滑塊2一起做勻速運動，由紙帶上的數據可得：碰前滑塊1的速度為^1=2.00rn/s,動量為p1=m1v1=0.620kg?m/s,滑塊2的動量為0，所以碰前的總動量為0.620kg-m/s，碰后滑塊1、2速度相等，均為v2=1.20m/s，所以碰后總動量為(m]+m2)v2=0.618kg?m/s?(3)數據不完全相等是因為紙帶與打點計時器限位孔之間存在摩擦力的作用.【答案】⑴接通打點計時器的電源放開滑塊10.6200.618紙帶與打點計時器限位孔之間存在摩擦力作用類型2實驗方案創新0例3]用如圖所示的裝置來驗證動量守恒定律.滑塊在氣墊導軌上運動時，阻力不計,其上方擋光條到達光電門D(或E)時，計時器開始計時；擋光條到達光電門偵或F)時，計時器停止計時.實驗主要步驟如下：用天平分別測出滑塊A、B的質量mA、mB；給氣墊導軌通氣并調整使其水平；調節光電門，使其位置合適，測出光電門C、D間的水平距離L；A、B之間緊壓一輕彈簧(與A、B不粘連)，并用細線拴住，如圖靜置于氣墊導軌上；燒斷細線，A、B各自運動，彈簧恢復原長前A、B均未到達光電門，從計時器上分別讀取A、B在兩光電門之間運動的時間tA、

光電門.數字計時器（1）實驗中還應測量的物理量X是傭文字表達）.光電門.數字計時器（1）實驗中還應測量的物理量X是（2）利用上述測量的數據，驗證動量守恒定律的表達式是（用題中所給的字母表示）.（3）利用上述數據還能測出燒斷細線前彈簧的彈性勢能Ep=（用題中所給的字母表示）.「【解析】由于A、B原來靜止，總動量為零，驗證動量守恒定律的表達式為mL?m爭=0，所以還需要測量的物理量是光電門E、AtBABF間的水平距離；彈簧恢復原長時，A滑塊的速度為vA=L/tA，B滑塊的速度為vB=x/tB，根據能量守恒定律得：Ep=2mA（L）2+1mB?2.【答案】（1）光電門E、F間的水平距離J針對訓練/（2019?山東濟南二模）某實驗小組利用圖示裝置驗證動量守恒定律，光滑水平桌面上有一輕彈簧，原長很短，小球A、B將彈簧壓縮至某一長度后由靜止釋放，A、B被彈開后沿桌面邊緣飛出，落至水平地面上的M、N兩點.用天平測出小球A、B的質量m『m2,用刻度尺測量M、N點到桌面左右邊緣的水平距離分別為％、X2.已知重力加速度為g.只要實驗數據滿足關系式mx1=m^用以上物理量符號表示)，就能驗證動量守恒定律.該小組認為，利用此實驗的裝置及測量儀器還可以測定彈簧被壓縮時的彈性勢能.那么除了以上測量數據，還必須測量桌面到地面的高契(用文字及相應符號表示)，彈性勢能的表達式：Ep=gmx土mx)(用以上對應物理量符號表示)?解析：(1)球離開桌面后做平拋運動，取A的初速度方向為正方向，兩球質量和平拋初速度分別為:m1.m2,%、v，平拋運動的水平位移分別為％、x2，平拋運動的時間為t，需要驗證的方程：0=mv-mv，其中v=。,v=X2，得mx=mx;(2)平拋運動豎直1122，1t，2t，1122方向有h=A，解得t=耳，對系統根據能量守恒定律有：Ep=1m1v2+；m2v2，代入速度和時間得到Ep=4h(m1x1+m2x2)，故還需要測量桌面到地面的高度h.高效演練強化提升曲1.用如圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律.小車P的前端粘有橡皮泥，后端連接通過打點計時器的紙帶，在長木板右端墊放木塊以平衡摩擦力.推一下小車P,使之運動，與靜止的小車Q相碰并粘在一起，繼續運動.Q橡皮泥尸打點計時器\_L.紙帶甲（1）實驗獲得的一條紙帶如圖乙所示，根據點跡的不同特征把紙帶上的點進行了區域劃分，用刻度尺測得各點到起點A的距離.根據碰撞前后小車的運動情況，應選紙帶上BC段來計算小車P的碰前速度.6t6t（2）測得小車P（含橡皮泥）的質量為m,小車Q（含橡皮泥）的質量為m2,如果實驗數據滿足關系式m1饋歹■JlgmJ^m?"4'），則可驗證小車P、Q碰撞前后動量守恒.⑶如果在測量小車P的質量時，忘記粘橡皮泥，則所測系統碰前的動量與系統碰后的動量相比，將偏小（填“偏大”“偏小”或“相等"）.解析：（1）碰撞后小車P勻速運動的速度小于碰撞前P運動的速度，故選BC段來計算小車P碰撞前的速度，選DE段來計算小車P碰撞后的速度.（2）設碰撞前后小車P的速度大小為氣和％,由動量守恒定律可得mNm5，得W"'。，即11122t

性頃?墮君心?(3)如果在測量小車P的質量時，忘記粘橡皮泥，小車P質量的測量值小于真實值，由p=mv可知，所測系統碰前的動量與碰后系統的動量相比將偏小.2.某同學欲采用課本上介紹的氣墊導軌和光電計時器等器材進行驗證動量守恒定律的實驗.實驗裝置如圖所示，下面是實驗的主要步驟：安裝好氣墊導軌和光電門，調節氣墊導軌的調節旋鈕，使導軌水平測得A和B兩滑塊上遮光片的寬度均為d測得4、B兩滑塊的質量(包含遮光片)m1、m2向氣墊導軌通入壓縮空氣利用氣墊導軌左右的彈射裝置，使滑塊4、B分別向右和向左運動，測出滑塊4、B在碰撞前經過光電門過程中的擋光時間分別為弓和&2觀察發現滑塊4、B碰撞后通過粘膠粘合在一起，運動方向與滑塊B碰撞前運動方向相同，此后滑塊4再次經過光電門時擋光時間為At試解答下列問題:試解答下列問題:m^-miAAtm^-miAAt(2)為了驗證碰撞中動量守恒，需要驗證的關系式是:竺點理2（用題中物理量表示）;^>t⑶有同學認為利用此實驗裝置還能計算碰撞過程中損失的機械能.請用上述實驗過程中測出的相關物理量，表示出A、B組成的系d2Pm.m-m】+m.]統在碰撞過程中損失的機械能宜=刁反2土瓦2二齒丁卜—L12解析：（1）碰撞前兩滑塊的速度即為碰撞前滑塊通過光電門時的速度，即vA=3，%=￡■；⑵為了驗證碰撞中動量守恒，需驗證的￥,塊斗m0m^ddmm.m1+m2關系式為'■■jt=（mi+m2）礦整理可得jf■反1=~5T~；⑶碰2121撞過程中損失的機械能即為兩滑塊碰撞前后損失的動能，即JE=2mi（jf}+1m2（臥■2（mi+%《%}.（2019-河南許昌、平頂山聯考）在驗證動量守恒定律實驗中，實驗裝置如圖所示，a、b是兩個半徑相等的小球，按照以下步驟進行操作：在平木板表面釘上白紙和復寫紙，并將該木板豎直立于緊靠槽口處，將小球a從斜槽軌道上固定點處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；將木板水平向右移動一定距離并固定，再將小球a從固定點處由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡B；把小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球a仍從固定點處由靜止釋放，和小球b相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡A和C.(1)若碰撞過程中沒有機械能損失，為了保證在碰撞過程中a球不反彈，a、b兩球的質量％、m2間的關系是m1>m2.(2)完成本實驗，必須測量的物理量有CD.A?小球a開始釋放的高度hB?木板水平向右移動的距離lC.a球和b球的質量m「m2D?O點到A、B、C三點的距離七、y2、，3在實驗誤差允許的范圍內，若動量守恒，其關系式應為旱=?'、?/&—m位3m位3解析：在小球碰撞過程中水平方向動量守恒，故有m1v0=m1vi111+m2q，碰撞前后動能相等，故有2mVo=2m1v2+2mV2，解得氣=m1-m2v,若要使a球的速度方向不變，則m>m;小球平拋運動的m1+m2012時間t=2h，則初速度V=y=X"嘉，顯然平拋運動的初速度與下降高度二次方根的倒數成正比，當》0=馬+「2，即號=號+令成立時系統的動量守恒；由以上可知，需測量的物理量有a球和b球的質量m「m2和O點到A、B、C三點的距離七、，2、七，CD正確.(2019-濟南模擬)為了驗證動量守恒定律(探究碰撞中的不變量)，某同學選取了兩個材質相同、體積不等的立方體滑塊A和B,按下述步驟進行實驗:步驟1：在A、B的相撞面分別裝上橡皮泥，以便二者相撞以后能夠立刻結為整體；步驟2：安裝好實驗裝置如圖，鋁質軌道槽的左端是傾斜槽，右端是長直水平槽.傾斜槽和水平槽由一小段圓弧連接，軌道槽被固定在水平桌面上，在軌道槽的側面與軌道等高且適當遠處裝一臺數碼頻閃照相機；步驟3：讓滑塊B靜置于水平槽的某處，滑塊A從斜槽某處由靜止釋放，同時開始頻閃拍攝，直到A、B停止運動，得到一幅多次曝光的數碼照片；步驟4：多次重復步驟3,得到多幅照片，挑出其中最