（2021新人教版）高中物理选修性必修第一册第1章 4 实验：验证动量守恒定律讲义.doc

1、4实验：验证动量守恒定律实验：验证动量守恒定律 实验目标实验目标：1.通过实验用不同的方法探究碰撞中的动量守恒通过实验用不同的方法探究碰撞中的动量守恒2.领会探究碰撞中领会探究碰撞中 动量守恒的基本思路动量守恒的基本思路3.通过实验得到一维碰撞中的动量守恒定律的表达式通过实验得到一维碰撞中的动量守恒定律的表达式 一、实验原理与方法一、实验原理与方法 在一维碰撞中在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量测出相碰的两物体的质量 m1、m2和碰撞前和碰撞前、后物体的速度后物体的速度 v1、 v2、v1、v2，算出碰撞前的动量算出碰撞前的动量 pm1v1m2v2及碰撞后的动量及碰撞后的动量 pm1v1 m

2、2v2，看碰撞前看碰撞前、后动量是否相等后动量是否相等 二、实验器材二、实验器材 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验 气垫导轨气垫导轨、数字数字计时器计时器、天平天平、滑块滑块(两个两个)、重物重物、弹簧片弹簧片、细绳细绳、弹性碰撞架弹性碰撞架、 胶布胶布、撞针撞针、橡皮泥橡皮泥 方案二：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验方案二：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验 光滑长木板光滑长木板、打点计时器打点计时器、纸带纸带、小车小车(两个两个)、天平天平、撞针撞针、橡皮泥橡皮泥 方案三：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验方案三：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验 斜槽斜

3、槽、小球小球(两个两个)、天平天平、复写纸复写纸、白纸等白纸等 三、实验过程三、实验过程 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验 1测质量：测质量：用天平测出滑块的质量用天平测出滑块的质量 2安装：安装：正确安装好气垫导轨正确安装好气垫导轨，如图所示如图所示 3实验：实验：接通电源接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的 速度速度(改变滑块的质量；改变滑块的质量；改变滑块的初速度大小和方向改变滑块的初速度大小和方向) 4验证：验证：一维碰撞中的动量守恒一维碰撞中的动量守恒 方案二：利用长

4、木板上两车碰撞完成一维碰撞实验方案二：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验 1测质量：测质量：用天平测出两小车的质量用天平测出两小车的质量 2安装：安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器把纸带穿过打点计时器，连在连在 小车的后面小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图所示如图所示 3实验实验：接通电源接通电源，让小车让小车 A 运动运动，小车小车 B 静止 静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中两车碰撞时撞针插入橡皮泥中， 把两小车连接成一个整体运动把两小车连接成一个整体运动 4测速度：测速度

5、：通过纸带上两计数点间的距离及时间通过纸带上两计数点间的距离及时间， ，由由 vx t 算出速度算出速度 5改变条件：改变条件：改变碰撞条件改变碰撞条件，重复实验重复实验 6验证：验证：一维碰撞中的动量守恒一维碰撞中的动量守恒 方案三：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验方案三：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验 1测质量：用天平测出两小球的质量测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球并选定质量大的小球为入射小球 2安装：安装：按照如图甲所示安装实验装置按照如图甲所示安装实验装置 调整固定斜槽使斜槽底端水平调整固定斜槽使斜槽底端水平 甲甲乙乙 3铺纸铺纸：白纸在下白纸在下，复写纸在上且在

6、适当位置铺放好复写纸在上且在适当位置铺放好 记下记下铅铅垂线所指的位置垂线所指的位置 O. 4放球找点：放球找点：不放被撞小球不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下， 重复重复 10 次次用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面圆心圆心 P 就是小球落点的就是小球落点的 平均位置平均位置 5碰撞找点碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端把被撞小球放在斜槽末端， ，每次让入射小球从斜槽同一高度每次让入射小球从斜槽同一高度(同步同步骤骤 4 中的高度中的高度)自由滚下自由滚下，使它们发生碰撞使它们发生

7、碰撞，重复实验重复实验 10 次次用步骤用步骤 4 的方法的方法，标出碰后标出碰后 入射小球落点的平均位置入射小球落点的平均位置 M 和被撞小球落点的平均位置和被撞小球落点的平均位置 N.如图乙所示如图乙所示 6验证验证：连接连接 ON，测量线段测量线段 OP、OM、ON 的长度的长度将测量数据填入表中将测量数据填入表中最后最后 代入代入 m1OPm1OMm2ON，看在误差允许的范围内是否成立看在误差允许的范围内是否成立 7整理：整理：将实验器材放回原处将实验器材放回原处 四四、数据处理数据处理 方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验 1滑块速度的测量滑块速度

8、的测量：vx t ，式中式中x 为滑块挡光片的宽度为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出仪器说明书上给出，也也 可直接测量可直接测量)，t 为数字计时器显示的滑块为数字计时器显示的滑块(挡光片挡光片)经过光电门的时间经过光电门的时间 2验证的表达式：验证的表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2. 方案二：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验方案二：利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验 1小车速度的测量：小车速度的测量：vx t ，式中式中x 是纸带上两计数点间的距离是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测可用刻度尺测 量量，t 为小车经过为小车经过x 的时间的时间，可由打点间隔算出可由打点间隔算

9、出 2验证的表达式：验证的表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2. 方案三：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验方案三：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验 验证的表达式：验证的表达式：m1OPm1OMm2ON. 五五、误差分析误差分析 1系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求 (1)碰撞是否为一维碰撞是否为一维 (2)实验是否满足动量守恒的条件实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平如气垫导轨是否水平，用长木板实验时是否平用长木板实验时是否平 衡掉摩擦力衡掉摩擦力，两球是否等大等两球是否等大等 2偶然误差：主要来源于质量偶然误差：主要来源于质量 m1、m2和

10、碰撞前后速度 和碰撞前后速度(或水平射程或水平射程)的测量的测量 六六、注意事项注意事项 1前提条件：碰撞的两物体应保证前提条件：碰撞的两物体应保证“水平水平” ”和和“正碰正碰” 2方案提醒：方案提醒： (1)若利用气垫导轨进行验证若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时调整气垫导轨时，应注意利用水平仪确保导轨水平应注意利用水平仪确保导轨水平 (2)若利用两小车相碰进行验证若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力要注意平衡摩擦力 (3)若利用平抛运动规律进行验证：若利用平抛运动规律进行验证： 斜槽末端的切线必须水平；斜槽末端的切线必须水平； 入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；入射小

11、球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放； 选质量较大的小球作为入射小球；选质量较大的小球作为入射小球； 实验过程中实验桌实验过程中实验桌、斜槽斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变记录的白纸的位置要始终保持不变 3探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不变探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不变 【例【例 1】用如图甲所示的装置探究碰撞中的动量守恒用如图甲所示的装置探究碰撞中的动量守恒，小车小车 P 的前端的前端、小车小车 Q 的的 后端均粘有橡皮泥后端均粘有橡皮泥， 小车小车 P 的后端连接通过打点计时器的纸带的后端连接通过打点计时器的纸带， 在长木板右端垫放木块在长木板右端垫放木

12、块 以平衡摩擦力以平衡摩擦力，推一下小车推一下小车 P，使之运动使之运动，与静止的小车与静止的小车 Q 相碰粘在一起相碰粘在一起，继续运动继续运动 (1)实验获得的一条纸带如图乙所示实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区 域划分域划分，用刻度尺测得用刻度尺测得 B、C、D、E 各点到起点各点到起点 A 的距离的距离根据碰撞前后小车的运动根据碰撞前后小车的运动 情况情况，应选纸带上应选纸带上_段来计算小车段来计算小车 P 的碰撞前速度的碰撞前速度 (2)测得小车测得小车 P(含橡皮泥含橡皮泥)的质量为的质量为 m1，小车小车 Q

13、(含橡皮泥含橡皮泥)的质量为的质量为 m2，如果实验数如果实验数 据满足关系式据满足关系式_，则说明小车则说明小车 P、Q 组成的系统碰撞前后动量守恒组成的系统碰撞前后动量守恒 (3)如果在测量小车如果在测量小车 P 的质量时的质量时，忘记粘橡皮泥忘记粘橡皮泥，则所测系统碰撞前总动量与系统则所测系统碰撞前总动量与系统 碰撞后总动量相比碰撞后总动量相比，将将_(选填选填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“相等相等”) 思路点拨思路点拨：实验中利用打点计时器和纸带的目的是测量小车的速度实验中利用打点计时器和纸带的目的是测量小车的速度，所以根据纸带所以根据纸带 上的点迹分布规律可以判断碰撞发生在何处上

14、的点迹分布规律可以判断碰撞发生在何处，从而计算出小车碰撞前从而计算出小车碰撞前、后的速度后的速度，这是这是 处理纸带问题的关键处理纸带问题的关键 解析解析(1)小车小车 P 碰撞前做匀速直线运动碰撞前做匀速直线运动，在相等时间内运动位移相等在相等时间内运动位移相等，由图乙所由图乙所 示纸带可知示纸带可知，应选择纸带上的应选择纸带上的 BC 段求出小车段求出小车 P 碰撞前的速度碰撞前的速度 (2)设打点计时器打点时间间隔为设打点计时器打点时间间隔为 T，由图乙所示的纸带可知由图乙所示的纸带可知，碰撞前小车的速度碰撞前小车的速度 v s2 s1 4T ，碰撞后两小车的共同速度碰撞后两小车的共同速

15、度 vs4 s3 6T ，如果碰撞前后系统动量守恒如果碰撞前后系统动量守恒，则则 m1v (m1m2)v，即即 m1s2 s1 4T (m1m2)s4 s3 6T ，整理得整理得m1 s2 s1 2 m1 m2 s4s3 3 . (3)如果在测量小车如果在测量小车 P 的质量时的质量时，忘记粘橡皮泥忘记粘橡皮泥，则小车则小车 P 质量的测量值小于真实质量的测量值小于真实 值值，由由(2)中表达式可知中表达式可知，所测系统碰撞前总动量小于碰撞后系统的总动量所测系统碰撞前总动量小于碰撞后系统的总动量 答案答案(1)BC(2)m1 s2 s1 2 m1 m2 s4s3 3 (3)偏小偏小 1实验条件

16、的保证实验条件的保证 保证两个物体发生的碰撞是一维碰撞保证两个物体发生的碰撞是一维碰撞，即两个物体碰撞前沿同一直线运动即两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后碰撞后 仍沿同一直线运动仍沿同一直线运动可用斜槽可用斜槽、气垫导轨等控制物体的运动气垫导轨等控制物体的运动 2实验数据的测量实验数据的测量 (1)质量的测量质量的测量由天平测出由天平测出 (2)速度的测量速度的测量光电门测速光电门测速；单摆测速单摆测速；打点计时器测速打点计时器测速；频闪照片测频闪照片测 速；速；平抛测速等平抛测速等 3误差来源的分析误差来源的分析 (1)系统误差系统误差 主要来源于装置本身是否符合要求主要来源于装置本身是否

17、符合要求，如如：碰撞是否为一维碰撞碰撞是否为一维碰撞，是产生误差的一是产生误差的一 个原因个原因；实验条件是否满足所需条件实验条件是否满足所需条件，如气垫导轨是否水平如气垫导轨是否水平，两球是否等大两球是否等大，长木板长木板 倾角是否合适等倾角是否合适等 (2)偶然误差偶然误差 主要来源于质量主要来源于质量 m 和速度和速度 v 的测量和读数的测量和读数，实验中要规范测量和读数实验中要规范测量和读数，尽量减小尽量减小 实验误差实验误差 【例【例 2】某实验小组在进行某实验小组在进行“探究碰撞中的动量守恒探究碰撞中的动量守恒”的实验的实验入射小球与被碰入射小球与被碰 小球半径相同小球半径相同 (

18、1)实验装置如图甲所示实验装置如图甲所示，先不放先不放 B 小球小球，使使 A 小球从斜槽上某一固定点小球从斜槽上某一固定点 C(图中未图中未 画出画出)由静止滚下由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹再把再把 B 小球静置于水平槽小球静置于水平槽 前端边缘处前端边缘处，让让 A 小球仍从小球仍从 C 处由静止滚下处由静止滚下，A 小球和小球和 B 小球碰撞后分别落在记录纸小球碰撞后分别落在记录纸 上留下各自落点的痕迹上留下各自落点的痕迹如图乙所示如图乙所示，记录纸上的记录纸上的 O 点是重锤所指的位置点是重锤所指的位置，M、P、N 分别为落点的痕迹分

19、别为落点的痕迹未放未放 B 小球时小球时，A 小球落地点是记录纸上的小球落地点是记录纸上的_点点 甲甲乙乙 (2)实验中可以将表达式实验中可以将表达式 m1v1m1v1m2v2转化为转化为 m1s1m1s1m2s2来进来进 行验证行验证，其中其中 s1、s1、s2为小球做平抛运动的水平位移为小球做平抛运动的水平位移可以进行这种转化的依据可以进行这种转化的依据 是是_(请你选择一个最合适的答案请你选择一个最合适的答案) A小球飞出后的加速度相同小球飞出后的加速度相同 B小球飞出后小球飞出后，水平方向的速度相同水平方向的速度相同 C小球在空中水平方向都做匀速直线运动小球在空中水平方向都做匀速直线运

20、动，水平位移与时间成正比水平位移与时间成正比 D小球在空中水平方向都做匀速直线运动小球在空中水平方向都做匀速直线运动，又因为从同一高度平抛 又因为从同一高度平抛，运动时间相运动时间相 同同，所以水平位移与初速度成正比所以水平位移与初速度成正比 (1)P(2)D(1)A 小球和小球和 B 小球相撞后小球相撞后，B 小球的速度增大小球的速度增大，A 小球的速度减小小球的速度减小， 所以碰撞后所以碰撞后 A 球的落地点距离球的落地点距离 O 点最近点最近，B 小球的落地点离小球的落地点离 O 点最远点最远，中间一个点是中间一个点是 未放未放 B 球时球时 A 球的落地点球的落地点，所以未放所以未放

21、B 球时球时，A 球落地点是记录纸上的球落地点是记录纸上的 P 点点 (2)小球碰撞前后都做平抛运动小球碰撞前后都做平抛运动，竖直方向位移相等竖直方向位移相等，所以运动的时间相同所以运动的时间相同，水平水平 方向做匀速直线运动方向做匀速直线运动，速度等于水平位移除以时间速度等于水平位移除以时间，所以可以用水平位移代替速度所以可以用水平位移代替速度，故故 D 正确正确 1(多选多选)如图所示为如图所示为“探究碰撞中的动量守恒探究碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图的实验装置示意图在本实验中在本实验中， 实验必须要求的条件是实验必须要求的条件是() A斜槽轨道应尽可能光滑斜槽轨道应尽可能光滑 B斜槽

22、轨道末端的切线水平斜槽轨道末端的切线水平 C入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放 D入射小球与被碰小球满足入射小球与被碰小球满足 mamb，rarb BCD此实验要求两小球平抛此实验要求两小球平抛，所以应使斜槽末端的切线水平所以应使斜槽末端的切线水平，选项选项 B 正确；要正确；要 求碰撞时入射小球的速度不变求碰撞时入射小球的速度不变，应使入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释应使入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释 放放， 对斜槽轨道光滑程度没有要求对斜槽轨道光滑程度没有要求， 选项选项 A 错误错误， C 正确正确； 为使入射小

23、球能落到地面为使入射小球能落到地面(入入 射小球不返回射小球不返回)且碰撞时为对心正碰且碰撞时为对心正碰，应使应使 mamb，且且 rarb，选项选项 D 正确正确 2如图如图(a)所示所示，在水平光滑轨道上停着甲在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过甲车上系有一穿过 打点计时器的纸带打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器随即启动打点计时器，甲车运动一甲车运动一 段距离后段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两

24、车的运动情况车的运动情况， 如图如图(b)所示所示， 电源频率为电源频率为 50 Hz， 则碰撞前甲车速度大小为则碰撞前甲车速度大小为_m/s， 碰撞后的共同速度大小为碰撞后的共同速度大小为_m/s. 解析解析碰撞前碰撞前x1.2 cm， 碰撞后碰撞后x0.8 cm， T0.02 s， ， 则则 v甲 甲 x T 0.6 m/s， 碰撞后碰撞后 vx T 0.4 m/s. 答案答案0.60.4 3某学习小组为了探究碰撞中的动量守恒某学习小组为了探究碰撞中的动量守恒， ，设计了如下方案：如图所示设计了如下方案：如图所示，斜面与斜面与 水平面平滑连接水平面平滑连接，先将质量为先将质量为 M 的滑块

25、的滑块 A 从斜面上某位置由静止释放从斜面上某位置由静止释放，测量出滑块在测量出滑块在 水平面上滑行的距离水平面上滑行的距离 x0；接着将质量为；接着将质量为 m、相同材料的小滑块相同材料的小滑块 B 放在斜面底端的水平放在斜面底端的水平 面上面上，再让再让 A 从斜面上同一位置由静止释放从斜面上同一位置由静止释放，A 与与 B 碰撞后碰撞后，测量出各自沿水平面滑测量出各自沿水平面滑 行的距离行的距离 x1、x2，实验中实验中 Mm，重力加速度为重力加速度为 g. (1)若满足关系式若满足关系式_，则验证了则验证了 A 和和 B 的碰撞中动量守恒的碰撞中动量守恒(用题目中给出的物用题目中给出的

26、物 理量表示理量表示) (2)若满足关系式若满足关系式_，则验证了则验证了 A 和和 B 的碰撞中动能保持不变的碰撞中动能保持不变(用题目中给出用题目中给出 的物理量表示的物理量表示) (3)若水平面稍有倾斜若水平面稍有倾斜，本实验本实验_(填正确选项填正确选项) A无法验证系统动量守恒无法验证系统动量守恒 B仍可以验证系统动量守恒仍可以验证系统动量守恒 C满足系统动量守恒的关系式将改变满足系统动量守恒的关系式将改变 解析解析(1)由牛顿第二定律可知由牛顿第二定律可知，两滑块在水平面上滑行时的加速度相同两滑块在水平面上滑行时的加速度相同，均为均为 a g 由速度和位移关系可得由速度和位移关系可

27、得 v22ax 解得解得 v 2gx 即速度即速度 v 与与 x成正比成正比 若若 A 和和 B 的碰撞过程中的碰撞过程中，质量和速度的乘积之和保持不变质量和速度的乘积之和保持不变，即即 Mv0Mv1mv2 代入速度的表达式可得代入速度的表达式可得 M x0M x1m x2. (2)若在若在 A 和和 B 的碰撞过程中的碰撞过程中，动能保持不变动能保持不变，则有则有 1 2Mv 2 01 2Mv 2 11 2mv 2 2 代入速度的表达式可得代入速度的表达式可得 Mx0Mx1mx2. (3)若水平面稍有倾斜若水平面稍有倾斜，因滑块受力产生的加速度仍相同因滑块受力产生的加速度仍相同，故速度和故速

28、度和 x仍成正比仍成正比， 根据以上分析可知根据以上分析可知，仍然可以验证质量和速度的乘积之和保持不变仍然可以验证质量和速度的乘积之和保持不变 答案答案(1)M x0M x1m x2(2)Mx0Mx1mx2 (3)B 4 (多选多选)某同学用频闪照相和气垫导轨探究碰撞中的不变量某同学用频闪照相和气垫导轨探究碰撞中的不变量， 现用天平测出滑块现用天平测出滑块 A、 B 的质量分别为的质量分别为 300 g 和和 200 g，接着安装好气垫导轨接着安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮调节气垫导轨的调节旋钮，使导使导 轨水平轨水平然后向气垫导轨通入压缩空气然后向气垫导轨通入压缩空气，再把再把 A、

29、B 两滑块放到导轨上两滑块放到导轨上，分别给它们初分别给它们初 速度速度，同时开始闪光照相同时开始闪光照相，闪光的时间间隔为闪光的时间间隔为t0.2 s如图所示是闪光如图所示是闪光 4 次拍摄得到次拍摄得到 的照片的照片，其间其间 A、B 两滑块均在两滑块均在 080 cm 刻度范围内刻度范围内第一次闪光时第一次闪光时，滑块滑块 B 恰好通恰好通 过过 x55 cm 处处，滑块滑块 A 恰好通过恰好通过 x70 cm 处处，碰撞后滑块碰撞后滑块 A 静止静止，B 立即反向立即反向关关 于该实验于该实验，下列判断正确的是下列判断正确的是() A两滑块的碰撞发生在第一次闪光后两滑块的碰撞发生在第一

30、次闪光后 0.1 s B碰撞前碰撞前 A 的速度大小是的速度大小是 0.5 m/s C碰撞前碰撞前 B 的速度大小是的速度大小是 1.0 m/s D实验结果表明实验结果表明，碰撞前后两滑块的质量与速度的乘积之和不变碰撞前后两滑块的质量与速度的乘积之和不变 AD由于碰撞后滑块由于碰撞后滑块 A 静止静止，由题图可知由题图可知，碰撞发生在碰撞发生在 x60 cm 处；从碰撞到处；从碰撞到 第二次闪光第二次闪光 B 运动的距离为运动的距离为 10 cm，则可求得该过程则可求得该过程 B 用时为用时为 0.1 s，所以所以，两滑块的两滑块的 碰撞发生在第一次闪光后碰撞发生在第一次闪光后 0.1 s，故

31、故 A 正确正确碰撞前碰撞前 0.1 s 内内 A 的位移大小为的位移大小为 10 cm，则则 碰撞前碰撞前 A 的速度大小是的速度大小是 1 m/s，故故 B 错误错误前前 0.1 s 内内 B 的位移大小为的位移大小为 5 cm，则碰撞则碰撞前前 B 的速度大小是的速度大小是 0.5 m/s，故故 C 错误错误第二次闪光与第三次闪光的时间间隔内第二次闪光与第三次闪光的时间间隔内 B 的位移的位移 大小为大小为 20 cm，则碰撞后则碰撞后 B 的速度大小是的速度大小是 1 m/s；设向左为正方向；设向左为正方向，碰撞前两滑块的质碰撞前两滑块的质 量与速度的乘积之和为量与速度的乘积之和为 m

32、AvAmBvB0.31 kgm/s0.20.5 kgm/s0.2 kgm/s，碰碰 撞后两滑块的质量与速度的乘积之和为撞后两滑块的质量与速度的乘积之和为 0.21 kgm/s0.2 kgm/s，碰撞前后两滑块的碰撞前后两滑块的 质量与速度的乘积之和不变质量与速度的乘积之和不变，故故 D 正确正确 5用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的现有质量相等的 a、b 两个小球两个小球 用等长的用等长的、不可伸长的细线悬挂起来不可伸长的细线悬挂起来，b 球静止球静止，拉起拉起 a 球由静止释放球由静止释放，在最低点在最低点 a、b 两球发生正碰两

33、球发生正碰，碰后碰后 a 球速度为零球速度为零，完成以下问题：完成以下问题： (1)实验中必须测量的物理量有实验中必须测量的物理量有_ Aa、b 球的质量球的质量 m B细线的长度细线的长度 L C释放时释放时 a 球偏离竖直方向的角度球偏离竖直方向的角度1 D碰后碰后 b 球偏离竖直方向的最大角度球偏离竖直方向的最大角度2 E当地的重力加速度当地的重力加速度 g (2)利用上述测量的物理量验证动量守恒定律的表达式为利用上述测量的物理量验证动量守恒定律的表达式为_ 解析解析(1)因为连接因为连接 a、b 的细线是等长的的细线是等长的，且在同一地点进行实验且在同一地点进行实验，所以所以 A、B、

34、 E 无需测量无需测量，可用角度表示速度可用角度表示速度，所以只需测量所以只需测量 C、D. (2)a、b 质量相等且发生弹性碰撞质量相等且发生弹性碰撞，若碰撞中动量守恒若碰撞中动量守恒，则二者交换速度则二者交换速度，释放释放时时 a 球偏离竖直方向的角度球偏离竖直方向的角度1与碰后与碰后 b 球偏离竖直方向的最大角度球偏离竖直方向的最大角度2相等相等，故验证动量守故验证动量守 恒定律的表达式为恒定律的表达式为12. 答案答案(1)CD(2)12 6实验小组采用如图所示装置进行了动量守恒实验验证实验小组采用如图所示装置进行了动量守恒实验验证 a在木板表面先后钉上白纸和复印纸在木板表面先后钉上白

35、纸和复印纸， ，并将木板竖直立于靠近槽口处并将木板竖直立于靠近槽口处，使小球使小球 A 从斜槽轨道上某固定点从斜槽轨道上某固定点 C 由静止释放由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹撞到木板并在白纸上留下痕迹 O； b将木板向右平移适当的距离固定将木板向右平移适当的距离固定，再使小球再使小球 A 从原固定点 从原固定点 C 由静止释放由静止释放，撞到撞到 木板上得到痕迹木板上得到痕迹 P； c把半径相同的小球把半径相同的小球 B 静止放在斜槽轨道水平段的最右端静止放在斜槽轨道水平段的最右端， ，让小球让小球 A 仍从原固定仍从原固定 点点 C 由静止释放由静止释放，与小球与小球 B 相碰后相碰

36、后，两球撞在木板上得到痕迹两球撞在木板上得到痕迹 M 和和 N； d用刻度尺测量纸上用刻度尺测量纸上 O 点到点到 M、P、N 三点的距离分别为三点的距离分别为 y1、y2、y3. 请你写出用直接测量的物理量来验证两球碰撞过程中系统的动量守恒的表达式：请你写出用直接测量的物理量来验证两球碰撞过程中系统的动量守恒的表达式： _.(小球小球 A、B 的质量分别为的质量分别为 m1、m2) 解析解析小球离开轨道后做平抛运动小球离开轨道后做平抛运动，设木板与抛出点之间的距离为设木板与抛出点之间的距离为 x， ，由平抛运由平抛运 动规律得水平方向有动规律得水平方向有 xvt，竖直方向有竖直方向有 h1

37、2gt 2， ，解得解得 vx g 2h， ，放小球放小球 B 之前之前，小小 球球 A 落在图中的落在图中的 P 点点，设设 A 的水平初速度为的水平初速度为 v0，小球小球 A 和和 B 发生碰撞后发生碰撞后，球球 A 的落点的落点 在图中的在图中的 N 点点，设其水平初速度为设其水平初速度为 v1，球球 B 的落点是图中的的落点是图中的 M 点点，设其水平初速度设其水平初速度为为 v2， 小球碰撞的过程中若动量守恒小球碰撞的过程中若动量守恒， 则则 m1v0m1v1m2v2， 即即 m1x g 2y2 m1x g 2y3 m2x g 2y1， ，则验证两球碰撞过程中系统动量守恒表达式为则验证两球碰撞过程中系统动量守恒表达式为 m1 1 y2 m1 1 y3 m2 1 y1. 答案答案m1 1 y2 m1 1 y3 m2 1 y1