2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：25 实验： 验证动量守恒定律

在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m₁ ， 被碰球b的质量为m₂ ， 各小球的落地点如图所示，关于这个实验，下列说法正确的是（   ）

一同学利用大小相同的实心弹力球和铝球验证动量守恒定律。在水平桌面上，他用铝球将弹力球压缩后突然松开，两小球在弹力球的弹力作用下分开并向相反方向运动，运动一段距离后分别停下。弹力球材料的密度为ρ₁＝12×10³kg/m³ ， 铝的密度为ρ₂＝2.7×10³kg/m³ ， 设两球在桌面上运动时所受阻力与其重力的比值相同。实验中，还需选用（从“秒表、刻度尺、天平”中选填一项），测量（填物理量及表示符号）。用以上数据和测得的物理量符号表示的等式在误差允许范围内成立，则说明两被压缩的小球弹开时动量守恒。

某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，其操作步骤如下：

A．将操作台调为水平，并在两侧挂上重垂线；

B．用天平测出滑块A、B的质量m_A、m_B；

C．用细线将滑块A、B连接，滑块A、B 紧靠在操作台边缘，使A、B间的轻弹簧处于压缩状态；

D．剪断细线，滑块A、B均做平抛运动，记录A、B滑块的落地点M、N；

E．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x₁、x₂；

F．用刻度尺测出操作台面距地面的高度h。

①上述步骤中，多余的步骤是；

②如果系统动量守恒，须满足的关系是。

某同学用如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C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C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M_A>M_B）

某同学把两木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，探究物体间相互作用时的守恒量。

在“验证动量守恒定律”的实验中：

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使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。

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。

小明同学利用如图所示装置验证动量守恒定律。实验步骤如下：

①将光电门1、2分别固定在气垫导轨左右两侧，打开电源，调节气垫导轨水平；

②将两个宽度均为d的挡光片分别安装在甲、乙两滑块上；

③把两个滑块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧；

④烧断细线，观察滑块两滑块的运动情况；

⑤当滑块上的挡光片经过光电门时，分别用光电计时器测得光线被甲、乙两挡光片遮住的时间t₁、t₂；

⑥分别求出相互作用前后的总动量，进行比较。

根据实验步骤，回答下列问题：

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。

某同学用如图所示的装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，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球仍从同一位置由静止开始滚下，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，最终得到了如图所示的三个平均落点。

在做“验证动量守恒定律”实验中，装置如图1.

为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：

①用天平测出两个小球的质量(分别为m₁和m₂ ， 且m₁＞m₂)。

②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。

③先不放小球m₂ ， 让小球m₁从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。

④将小球m₂放在斜槽末端边缘处，让小球m₁从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球m₁和m₂在斜面上的落点位置。

⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为L_D、L_E、L_F。

用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车P的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，推一下小车P，使之运动，与静止的小车Q相碰粘在一起，继续运动。

在“探究碰撞中的守恒量”实验中，某同学用如图所示装置探究 A、B 两球在碰撞中系统动量是否守恒。实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，实验装置和具体做 法如下：图中 PQ 是斜槽，QR 为水平槽，实验时先将 A 球从斜槽上某一固定位置 G 由静止释放，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，将 A 球仍从位置 G 由静止释放，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，并画出实 验中 A、B 两小球落点的平均位置。图中 F、E 点是 A 碰 B 球前后的平均落点，J 是 B 球 的平均落点，O 点是水平槽末端 R在记录纸上的垂直投影点。 依据上述实验装置和做法，回答下面问题：

如图所示，在做“碰撞中的动量守恒”实验中，