2022-2023学年第二学期高二物理人教版(2019)选择性必修一 1.4 验证动量守恒定律 过关检测

如图甲为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图

甲 乙

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：

用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的a、b两个小球用等长的不可伸长的细线悬挂起来，b球静止，拉起a球由静止释放，在最低点a、b两球发生正碰，碰后a球速度为零，完成以下问题：

用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验

某实验小组设计了如图甲所示的实验装置验证碰撞中的动量守恒定律。

利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律.在图（a）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，光电计时器（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质量 ， 滑块B的质量 ， 遮光片的宽度；打点计时器所用的交流电的频率为 ， 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；碰后光电计时器显示的时间为 ， 碰撞前后打出的纸带如图（b）所示。

如图，在光滑水平桌面上，有两个金属球a、b，大小相同、质量不等。a、b之间用细线连接，中间夹一被压缩的轻弹簧（弹簧原长小于桌面宽度，不考虑空气阻力对球运动的影响）。烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，验证两球相互作用过程中是否动量守恒。

某同学用小球碰撞验证动量守恒定律，由同种材料制作的两倾斜轨道（倾角相同）和一光滑水平轨道平滑连接并处于同一竖直平面内（如图）。实验所需的等大实心小球和空心小球由同种材料制成。首先从右侧轨道某一位置处（做一标记）释放小球 ， 小球到达左侧轨道最大高度处（做另一标记）；然后将小球静止在水平轨道处，在右侧轨道第一次释放同一位置释放小球 ， 在水平轨道与小球碰撞后反弹，标记两球到达斜面最大高度时各自的位置。