动量守恒实验专题.docx
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动量守恒实验专题
动量守恒实验专题
1•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mim2.
（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使
（3）继续实验步骤为：
A•在地面上依次铺白纸和复写纸。
B.确定重锤对应点0。
C.不放球2，让球1从斜槽滑下，确定它落地点位置P。
D.把球2放在立柱上，让球1从斜槽滑上，与球2正碰后，确定球1和球2落地点位置M和N。
E.用刻度尺量0M、OP、0N的长度。
F.看诧仃丽与呻是否相等，以验证动量守恒。
上述步骤有几步不完善或有错误，请指出并写出相应的正确步骤。
2.（4分）如图1—10,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.
（1）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
选项前的符号），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小球做平抛运动的射程
⑵（6分）图中0点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时，先让入射球mi多
次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程0P.然后，把
被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球mi从斜轨上S位置静止释放，与小
球m2相碰，并多次重复•接下来要完成的必要步骤是（填选项前的符号）
A.用天平测量两个小球的质量mi、m2
B.测量小球mi开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到mi、m2相碰后平均落地点的位置
E.测量平抛射程0M,ON
⑶（8分）
若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为
示）；
若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为
示）.
3•某同学用如图甲所示装置，通过半径相同的
（用第
（2）小题中测量的量表
（用第
（2）小题中测量的量表
A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的
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iO次，得到
i0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0点是水平槽末端R在记录纸上的竖直投影点，B球落点痕迹如图乙所
示，其中米尺水平放置，且在G、R、0所在的平面内，米尺的零点与0点对齐.
甲
小乙
（1）碰撞后B球的水平射程应取为cm.
（2）在以下选项中，本次实验必须进行的测量是
A.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到0点的距离
B.测量A球与B球碰撞后，A球落点位置到0点的距离
C.测量A球与B球的质量
D.测量G点相对于水平槽面的高度
（3）
（4）常用的测量仪器还
某同学用一把有50个小等分刻度的游标卡尺测量小球的直径，由于遮挡，只能
有螺旋测微器，若某次测量示数如图，则待测长度为
mm.
4•用“碰撞试验器”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。
（1）试验中，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
（填选项前的序号），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•小球做平抛运动的射程
（2）图中o点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m多次从斜
轨上同一位置静止释放，找到其平均落地点的位置B，测量平抛射程OB。
然后把被碰
小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m!
从斜轨上相同位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。
接下来要完成的必要步骤是（填选项的符号）
A.用天平测量两个小球的质量m^j、m2
B.测量小球g开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D•分别找到叶，m2相碰后平均落地点的位置A、C
e.测量平抛射程Oa,Oc
（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为（用
（2）中测量
的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为（用
（2）中
测量的量表示）。
ABC
*«*
35.20cm―||
II
-44.80cm
55.68cm—
（4）经测定，m45.0g,m27.5g，小球落地点的平均位置到O点的距离如图所示。
碰撞前、后mi的动量分别为pi与pi，贝UPi:
Pi_:
11；若碰撞结束时m2的
Pi
动量为P2，则Pi:
P2=ii：
；所以，碰撞前、后总动量的比值——=；实
PiP2
验结果说明.
5.“探究碰撞中的不变量”的实验中：
⑴入射小球mi=i5g，原静止的被碰小球m2=i0g，由实验测得它们在碰撞前后的x
—t图象如图，可知入射小球碰撞后的miv'i是kg•m/s，入射小球碰撞前的vi
是kg•m/s被碰撞后的m2v2是kg•m/s由此得出结
论。
（2）实验装置如图所示，本实验中，实验必须要求的条件是
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端点的切线是水平的
C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D.入射球与被碰球满足ma>mb,ra=rb
⑶图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关玄阜
系疋
A.ma•ON=ma•OP-mb•OM
B.ma•OPffia•ON-mb•OM
C.ma•OPma•OM—mb•ON
D.ma•OM=ma•OP-mb•ON
6.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。
现用带竖直挡板的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图
（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。
b.调整气垫导轨，使导轨处于水平。
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离Li。
e.按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。
当A、
B滑块
分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间ti和t2。
1实验中还应测量的物理量是
2利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是—
3被压缩弹簧的弹性势能的表达式为。
7.光滑的水平面上，用弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以V0=6m/s的速
度向右运动，弹簧处于原长，质量为4kg的物块C静止在前方，如图所示。
B与C碰
撞后—者粘在一起运动，在以后的运动中，当弹簧的弹性势能达到最大为
时，物块A的速度是
m/s。
8
在小车A的前端粘有橡皮
.（6分）如图为用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验:
泥，推动小车A使之做匀速直线运动，小车A与原来静止在前方的小车B相碰并粘在
起继续做匀速直线运动，在小车A后连着纸带，电磁打电计时器电源频率为50Hz。
（1）用小木片将长木板一端垫起的目的是
（2）已测得小车A的质量m1=0.4kg，小车B质量m2=0.4kg，由以上测量结果可得
碰前总动量：
kg.m/s;碰后总动量：
kg.m/s。
9•气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本消除掉摩擦力的影响，因此成为重要的实验器材，气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验.
现提供以下实验器材：
（名称、图象、编号如图所示）
一増憎宦有定滑
一端有挂钩*一
一端右橡皮泥’
轮的水平％垫爭
端柑播榔的滑块,
不苗遞丸椒的
轨（包捕两个光电
潸块总质肚和遽
门、数7临秒计）
光板宽惟dLiiii
匕知
A
B
C
〜——丿
樹稱若干「片码若
□111111i1JU
虞就L1知，干.厭暈已
米尺
卫庾量远钳，用于改
小于消块变潸块處呛
DE
F
G
为完成此实验，某同学将
利用以上实验器材还可以完成“验证动量守恒定律”的实验,实验原理设定为：
mivo=（mi+m2）v
1针对此原理，我们应选择的器材编号为:
②在我们所选的器材中：
器材对应原理中的mi（填写器材编号）.
10•（2014?
江苏二模）如图为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒的装置•两带有等宽遮光条的滑块A和B，质量分别为mA、mB,在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，
将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止，这是表明，烧断细线，滑
块A、B被弹簧弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB,若有关
系式，则说明该实验动量守恒.
rHnn
11•如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两
端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管径且与弹簧不固连），压缩弹簧并锁
定。
现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。
按下述步骤进行实验：
■■—1
”1
*
*
i1、
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P#
1"
1用天平测出两球质量分别m1、m2;
2用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h;
3解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q。
回答下列问题：
（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有。
（已知
重力加速度g）
A•弹簧的压缩量厶x;
B.两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离X1、X2;
C.小球直径；
D.两球从管口弹出到落地的时间t1、t2。
（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为Ep=
（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式，_那么说明弹射过程中
两小球组成的系统动量守恒。
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