2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 實(shí)驗(yàn)七 驗(yàn)證動量守恒定律學(xué)案（含解析）.doc

實(shí)驗(yàn)七驗(yàn)證動量守恒定律主干梳理 對點(diǎn)激活驗(yàn)證動量守恒定律。在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v，計(jì)算出碰撞前的動量pm1v1m2v2及碰撞后的動量pm1v1m2v2，看碰撞前后動量是否守恒。實(shí)驗(yàn)方案一利用滑塊和氣墊導(dǎo)軌完成實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等。實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測出滑塊質(zhì)量。2正確安裝好氣墊導(dǎo)軌。3接通電源，利用配套的光電計(jì)時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(改變滑塊的質(zhì)量。改變滑塊的初速度大小和方向)。數(shù)據(jù)處理1滑塊速度的測量：v，式中x為滑塊擋光片的寬度(儀器說明書上給出，也可直接測量)，t為光電計(jì)時器顯示的滑塊擋光片經(jīng)過光電門的時間。2驗(yàn)證的表達(dá)式：m1v1m2v2m1v1m2v2。實(shí)驗(yàn)方案二利用等長擺球完成實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材帶細(xì)線的擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等。實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測出兩個等大小球的質(zhì)量m1、m2。2把兩個等大小球用等長懸線懸掛起來。3一個小球靜止，拉起另一個小球，放下后它們相碰。4測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應(yīng)小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速度。5改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)處理1擺球速度的測量：v，式中h為小球釋放時(或碰撞后擺起)的高度，h可用刻度尺測量(也可由量角器和擺長計(jì)算出)。2驗(yàn)證的表達(dá)式：m1v1m2v2m1v1m2v2。實(shí)驗(yàn)方案三利用小車和打點(diǎn)計(jì)時器完成實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材光滑長木板、打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、小車(兩個)、重物、天平、撞針、橡皮泥。實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測出兩小車的質(zhì)量。2將打點(diǎn)計(jì)時器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥。3接通電源，讓小車A運(yùn)動，小車B靜止，兩車碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一個整體運(yùn)動。4通過紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離及時間，由v算出速度。5改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)處理1小車速度的測量：v，式中x是紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，可用刻度尺測量，t為小車經(jīng)過距離x所用的時間，可由打點(diǎn)間隔算出。2驗(yàn)證的表達(dá)式：m1v1m2v2m1v1m2v2。實(shí)驗(yàn)方案四利用斜槽滾球驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)器材斜槽、小球(兩個)、天平、復(fù)寫紙、白紙等。實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏?避免入射小球反彈)。2按照如圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置。調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平。3白紙?jiān)谙拢瑥?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好。記下重垂線所指的位置O。4不放被撞小球，每次讓入射小球(質(zhì)量為m1)從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次。用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面。圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置。5把被撞小球(質(zhì)量為m2)放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次。用步驟4的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N。如圖所示。6連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度。將測量數(shù)據(jù)填入表中。數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證的表達(dá)式：m1m1m2，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立。1前提條件：碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”。2方案提醒(1)若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行驗(yàn)證，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時，應(yīng)注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平。(2)若利用擺球進(jìn)行驗(yàn)證，兩擺球靜止時球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直。(3)若利用兩小車相碰進(jìn)行驗(yàn)證，要注意平衡摩擦力。(4)若利用平拋運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證，安裝實(shí)驗(yàn)裝置時，應(yīng)注意調(diào)整斜槽，使斜槽末端水平，且選質(zhì)量較大的小球?yàn)槿肷湫∏颉?探究結(jié)論：尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不變。1系統(tǒng)誤差：主要來源于裝置本身是否符合要求。(1)碰撞是否為一維(即正碰)，為此兩球應(yīng)等大，且速度沿球心連線方向。(2)實(shí)驗(yàn)是否滿足動量守恒的條件，如氣墊導(dǎo)軌是否水平，用長木板實(shí)驗(yàn)時是否平衡了摩擦力。2偶然誤差：主要來源于質(zhì)量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的測量。考點(diǎn)細(xì)研 悟法培優(yōu)對應(yīng)學(xué)生用書P142考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理與操作例1某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的裝置驗(yàn)證動量守恒定律。實(shí)驗(yàn)時，先將金屬小球A從斜槽上某一固定位置由靜止釋放，A從斜槽末端飛出后落到水平地面的記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡，重復(fù)10次。把相同半徑的塑料小球B放在與斜槽末端等高的支柱上，讓A仍從斜槽上同一位置由靜止釋放，與B碰撞后，A、B分別在記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡，重復(fù)10次。圖中O點(diǎn)是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，M、P、N分別為小球落點(diǎn)的痕跡，小立柱與斜槽末端的距離等于小球的直徑。(1)下列說法正確的是()A斜槽的末端必須水平B需要測量斜槽末端距地面的高度C圖中M點(diǎn)是未放小球B時小球A的落點(diǎn)痕跡D圖中P點(diǎn)是未放小球B時小球A的落點(diǎn)痕跡(2)用螺旋測微器測量小球的直徑時示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑d_mm。(3)實(shí)驗(yàn)中測出小球的直徑及M、P、N與O點(diǎn)的距離分別用d、OM、OP、ON表示，若碰撞過程中動量守恒，則兩小球的質(zhì)量之比為_(用所給符號表示)。嘗試解答(1)AD_(2)7.500(7.4987.502)(3)。(1)斜槽的末端必須水平才能保證兩小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動，A正確；本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律驗(yàn)證動量守恒定律，需要測量的是A、B兩小球拋出的水平距離，因?yàn)閽伋龈叨认嗤涞貢r間一樣，驗(yàn)證時等式兩端會把時間消去，所以與高度無關(guān)，B錯誤；碰撞后A球速度減小，B球速度增大，因?yàn)槁涞貢r間一樣，所以M點(diǎn)是碰撞后A球落點(diǎn)，N點(diǎn)是B球落點(diǎn)，而P點(diǎn)就是沒有發(fā)生碰撞時A球的落點(diǎn)，C錯誤，D正確。(2)螺旋測微器讀數(shù)為7.5 mm0.000 mm7.500 mm。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知mAv0mAv1mBv2，因?yàn)橄侣鋾r間一樣，所以mAmAmB(d)，所以兩小球質(zhì)量之比為。變式1一實(shí)驗(yàn)小組用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證滑塊碰撞過程中的動量守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌底部的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌_；充氣后，當(dāng)滑塊在導(dǎo)軌上能_運(yùn)動時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)好。(2)實(shí)驗(yàn)時，先使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩，然后釋放滑塊1，滑塊1通過光電門1后與左側(cè)固定有彈簧的滑塊2碰撞，碰后滑塊1和滑塊2依次通過光電門2，兩滑塊通過光電門2后依次被制動；實(shí)驗(yàn)中需要測量滑塊1(包括擋光片)的質(zhì)量m1、滑塊2(包括彈簧和擋光片)的質(zhì)量m2、滑塊1通過光電門1的擋光時間t1、通過光電門2的擋光時間t2，還需要測量_、_。(寫出物理量及其表示符號)(3)如果表達(dá)式_成立，則說明滑塊碰撞過程中動量守恒。(用物理量的符號表示)答案(1)水平勻速(2)滑塊2通過光電門2的擋光時間t3擋光片的寬度d(3)m1m1m2解析(1)實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌底部的旋鈕，使導(dǎo)軌水平，當(dāng)滑塊在導(dǎo)軌上能勻速運(yùn)動時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)好。(2)實(shí)驗(yàn)時，需要測量兩個滑塊的質(zhì)量以及滑塊1碰前、碰后的速率與滑塊2碰后的速率，所以還需要測量滑塊2通過光電門2的擋光時間t3，以及擋光片的寬度d。(3)碰前動量為m1，碰后動量為m1m2，則表達(dá)式為m1m1m2。 考點(diǎn)2數(shù)據(jù)處理與誤差分析例2某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，入射球與被碰球半徑相同。(1)用游標(biāo)卡尺測量直徑相同的入射球與被碰球的直徑，測量結(jié)果如圖甲所示，該球直徑為_ cm。(2)實(shí)驗(yàn)中，直接測定小球碰撞前、后的速度是不容易的，但是，可以通過僅測量_(填選項(xiàng)前的符號)，間接地解決這個問題。A小球開始釋放高度hB小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC小球做平拋運(yùn)動的射程D小球的直徑(3)實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)C由靜止?jié)L下，再把B球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下。記錄紙上的O點(diǎn)是重垂線所指的位置，M、P、N分別為落點(diǎn)的痕跡，未放B球時，A球落地點(diǎn)是記錄紙上的_點(diǎn)；放上B球后，B球的落地點(diǎn)是記錄紙上的_點(diǎn)。(4)釋放多次后，取各落點(diǎn)位置的平均值，測得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)的距離：13.10 cm，21.90 cm，26.04 cm。用天平稱得入射小球A的質(zhì)量，m116.8 g，被碰小球B的質(zhì)量m25.6 g。若將小球質(zhì)量與水平位移的乘積作為“動量”，請將下面的表格填寫完整。(答案保留三位有效數(shù)字)根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為能得到的結(jié)論是_。(5)實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于入射小球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對實(shí)驗(yàn)影響的說法中正確的是_。A釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B釋放點(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準(zhǔn)確C釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越小D釋放點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，軌道對被碰小球的阻力越小嘗試解答(1)2.14_(2)C_(3)P_N_(4)3.66103_在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，可認(rèn)為系統(tǒng)在碰前和碰后的“動量”守恒_(5)C。(1)球的直徑d21 mm40.1 mm21.4 mm2.14 cm。(2)小球離開軌道后做平拋運(yùn)動，因?yàn)樾∏驋伋鳇c(diǎn)的高度相同，它們在空中的運(yùn)動時間相等，小球的水平位移與小球拋出的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，所以C正確。(3)A球和B球相撞后，B球的速度增大，A球的速度減小，所以碰撞后A球的落地點(diǎn)距離O點(diǎn)最近，B球的落地點(diǎn)離O點(diǎn)最遠(yuǎn)，所以點(diǎn)P是未放B球時A球的落地點(diǎn)，N點(diǎn)是放上B球后，B球的落地點(diǎn)。(4)碰后總動量pm1m20.01680.1310 kgm0.00560.2604 kgm3.66103 kgm，則可知碰撞前、后總動量近似相等，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，可認(rèn)為系統(tǒng)在碰前和碰后的“動量”守恒。(5)入射小球的釋放點(diǎn)越高，入射球碰撞前的速度越大，相撞時內(nèi)力越大，阻力的影響相對越小，可以較好的滿足動量守恒的條件，也有利于減小測量水平位移時的相對誤差，從而使實(shí)驗(yàn)的誤差減小，C正確。變式2如圖，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)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(guān)系。圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時先讓入射球m1多次從傾斜軌道上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分末端，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)，測出碰后m1平均落地點(diǎn)在M點(diǎn)，m2平均落地點(diǎn)在N點(diǎn)，不計(jì)小球與軌道間的摩擦。(1)實(shí)驗(yàn)中，不需要測量的物理量是_(填選項(xiàng)前的符號)。A兩個小球的質(zhì)量m1、m2B小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC小球做平拋運(yùn)動的射程(2)若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)m1m2小于m1，則可能的原因是_(填選項(xiàng)前的符號)。A碰撞過程有機(jī)械能的損失B計(jì)算時沒有將小球半徑考慮進(jìn)去C放上小球m2后，入射球m1從傾斜軌道上靜止釋放的位置比原來的低(3)若兩球發(fā)生彈性正碰，則、之間一定滿足的關(guān)系是_(填選項(xiàng)前的符號)。A. B2C.2答案(1)B(2)C(3)A解析(1)本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的動量守恒的式子是m1v1m1v1m2v2，要測量質(zhì)量和速度，但速度是由水平位移來代替的，時間相同不用測量，即高度不用測量，故選B。(2)碰撞的機(jī)械能損失不會影響動量守恒；本實(shí)驗(yàn)中小球半徑對平拋射程無影響，故小球半徑對碰撞前后的動量無影響；當(dāng)?shù)诙位赂叨缺鹊谝淮蔚鸵恍r，第二次碰后總動量小于第一次m1單獨(dú)在水平面上的總動量，C正確。(3)根據(jù)彈性碰撞的規(guī)律，碰撞后兩球的速度為v1v0，v2v0，顯然v2v1v0，因平拋運(yùn)動中的時間相等，所以有，A正確。考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新例3(2018武漢調(diào)研)在驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)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(jìn)行操作。A在木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙，并將該木板在緊靠槽口處豎直放置，使小球a從斜槽軌道上固定點(diǎn)處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；B將木板水平向右移動一定距離并固定，再使小球a從固定點(diǎn)處由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡B；C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(diǎn)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)為了保證在碰撞過程中小球a不反彈，a、b兩球的質(zhì)量m1、m2間的關(guān)系是m1_m2(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)為完成本實(shí)驗(yàn)，必須測量的物理量有_。A小球a開始釋放的高度hB木板水平向右移動的距離lC小球a和小球b的質(zhì)量m1、m2DO點(diǎn)分別到A、B、C三點(diǎn)的距離y1、y2、y3嘗試解答(1)大于_(2)CD。(1)為防止兩球碰撞后，小球a反彈，小球a的質(zhì)量應(yīng)大于小球b的質(zhì)量，即m1>m2。(2)a、b兩球碰撞后均做平拋運(yùn)動，lvt，ygt2，得lv ，若滿足m1v0m1v1m2v2，即碰撞前后動量守恒，即可驗(yàn)證動量守恒定律，對該式進(jìn)行整理可得，因此需要測量小球a和小球b的質(zhì)量m1、m2以及O點(diǎn)分別到A、B、C三點(diǎn)的距離y1、y2、y3，C、D正確。變式3(2018濟(jì)寧模擬)為了驗(yàn)證碰撞中的動量守恒和檢驗(yàn)兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實(shí)驗(yàn)：用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1和m2(m1>m2)。按照如圖所示的那樣，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置。將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端處的切線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端。先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置。將小球m2放在斜槽末端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和m2在斜面上的落點(diǎn)位置。用毫米刻度尺量出各個落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)B的距離，圖中D、E、F點(diǎn)是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點(diǎn)位置，到B點(diǎn)的距離分別為LD、LE、LF。(1)小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)是圖中的_點(diǎn)，m2的落點(diǎn)是圖中的_點(diǎn)。(2)用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式_，則說明碰撞中動量守恒。(3)用測得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式_，則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞。答案(1)DF(2)m1m1m2(3)m1LEm1LDm2LF解析設(shè)斜面BC的傾角為，小球從斜面頂端平拋落到斜面上，位移大小為L，由平拋運(yùn)動的知識可知，Lcosvt，Lsingt2，可得vLcoscos，由于、g都是恒量，所以v，v2L，所以動量守恒的表達(dá)式可以化簡為m1m1m2，彈性碰撞時機(jī)械能守恒的表達(dá)式可以化簡為m1LEm1LDm2LF。高考模擬 隨堂集訓(xùn)1.(2014全國卷)現(xiàn)利用圖a所示的裝置驗(yàn)證動量守恒定律。在圖a中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間。實(shí)驗(yàn)測得滑塊A的質(zhì)量m10.310 kg，滑塊B的質(zhì)量m20.108 kg，遮光片的寬度d1.00 cm；打點(diǎn)計(jì)時器所用交流電的頻率f50.0 Hz。將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點(diǎn)計(jì)時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰。碰后光電計(jì)時器顯示的時間為tB3.500 ms，碰撞前后打出的紙帶如圖b所示。若實(shí)驗(yàn)允許的相對誤差絕對值100%最大為5%，本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動量守恒定律？寫出運(yùn)算過程。答案見解析解析按定義，滑塊運(yùn)動的瞬時速度大小v為v式中x為滑塊在很短時間t內(nèi)的位移。設(shè)紙帶上打出相鄰兩點(diǎn)的時間間隔為tA，則tA0.02 stA可視為很短。設(shè)A在碰撞前、后瞬時速度大小分別為v0、v1。將式和圖給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入式得v0 m/s2.00 m/sv1 m/s0.970 m/s設(shè)B在碰撞后的速度大小為v2，由式有v2代入題給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得v22.86 m/s設(shè)兩滑塊在碰撞前、后的總動量分別為p和p，則pm1v0pm1v1m2v2兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為p100%聯(lián)立式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得p1.7%5%因此，本實(shí)驗(yàn)在允許的誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動量守恒定律。2(2018河南適應(yīng)性測試)用如圖甲所示的裝置驗(yàn)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(diǎn)計(jì)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(yùn)動，與靜止的小車Q相碰粘在一起，繼續(xù)運(yùn)動。(1)實(shí)驗(yàn)獲得的一條紙帶如圖乙所示，根據(jù)點(diǎn)跡的不同特征把紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行了區(qū)域劃分，用刻度尺測得各點(diǎn)到起點(diǎn)A的距離。根據(jù)碰撞前后小車的運(yùn)動情況，應(yīng)選紙帶上_段來計(jì)算小車P的碰前速度。(2)測得小車P(含橡皮泥)的質(zhì)量為m1，小車Q(含橡皮泥)的質(zhì)量為m2，如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式_，則可驗(yàn)證小車P、Q碰撞前后動量守恒。(3)如果在測量小車P的質(zhì)量時，忘記粘橡皮泥，則所測系統(tǒng)碰前的動量與系統(tǒng)碰后的動量相比，將_(填“偏大”“偏小”或“相等”)。答案(1)BC(2)m1(m1m2)(3)偏小解析(1)根據(jù)碰撞前后小車的運(yùn)動情況，應(yīng)選紙帶上前段點(diǎn)跡均勻的部分來計(jì)算小車P的碰前速度，由圖可知應(yīng)該選BC段。(2)碰前P的速度：v1；碰后選擇DE段計(jì)算共同速度，則v2，要驗(yàn)證的關(guān)系：m1v1(m1m2)v2，即m1(m1m2)。(3)如果在測量小車P的質(zhì)量時，忘記粘橡皮泥，則m1的測量值偏小，因v1>v2，則m1v1偏小的量大于m1v2偏小的量，則所測系統(tǒng)碰前的動量與系統(tǒng)碰后的動量相比，將偏小。3(2018廣州測試)用如圖所示的裝置來驗(yàn)證動量守恒定律?；瑝K在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動時阻力不計(jì)，其上方擋光條到達(dá)光電門D(或E)，計(jì)時器開始計(jì)時；擋光條到達(dá)光電門C(或F)，計(jì)時器停止計(jì)時。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：a用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；b給氣墊導(dǎo)軌通氣并進(jìn)行調(diào)整使其水平；c調(diào)節(jié)光電門，使其位置合適，測出光電門C、D間的水平距離L；dA、B之間緊壓一輕彈簧(與A、B不粘連)，并用細(xì)線拴住，靜置于氣墊導(dǎo)軌上；e燒斷細(xì)線，A、B各自運(yùn)動，彈簧恢復(fù)原長前A、B均未到達(dá)光電門，從計(jì)時器上分別讀取A、B在光電門之間運(yùn)動的時間tA、tB。(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測量的物理量是_(填物理量的名稱及其表示字母)。(2)利用上述測量的數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動量守恒定律的表達(dá)式是_(用題中測量量表示)。(3)利用上述數(shù)據(jù)還能測出燒斷細(xì)線前彈簧的彈性勢能Ep_(用題中測量量表示)。答案(1)光電門E、F間的水平距離x(2)mAmB0(3)mA（）2mB（）2解析(1)要計(jì)算滑塊B的速度，已測得B在光電門E、F間的運(yùn)動時間，還需要測量光電門E、F間的水平距離x，所以實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測量的物理量是光電門E、F間的水平距離x。(2)滑塊A的速度大小為vA，滑塊B的速度大小為vB，若滿足mAvAmBvB0，即可說明系統(tǒng)動量守恒，所以驗(yàn)證動量守恒定律的表達(dá)式是mAmB0。(3)根據(jù)能量守恒定律，燒斷細(xì)線前彈簧的彈性勢能Ep等于燒斷細(xì)線后兩滑塊A、B的動能之和，所以燒斷細(xì)線前彈簧的彈性勢能EpmAvmBvmA（）2mB（）2。4.(2018安徽五校聯(lián)考)如圖是用來驗(yàn)證動量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)下方桌子的邊緣有一豎直立柱。實(shí)驗(yàn)時，調(diào)節(jié)懸點(diǎn)，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高。將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時把球2放在立柱上，釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時與球2發(fā)生對心碰撞，碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)。測出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時動量守恒，現(xiàn)已測出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a、B點(diǎn)離水平桌面的距離為b、C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c。此外：(1)還需要測量的量是_、_和_。(填物理量的名稱及其表示字母)(2)根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)中動量守恒的表達(dá)式為_。(忽略小球的大小)答案(1)彈性球1、2的質(zhì)量m1、m2 立柱高h(yuǎn)桌面離水平地面的高度H(2)2m12m1m2解析(1)要驗(yàn)證動量守恒必須知道兩球碰撞前后的動量變化，根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b及立柱的高h(yuǎn)，由機(jī)械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再測量彈性球1的質(zhì)量m1，就能求出彈性球1的動量變化；根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律只要再測出立柱高h(yuǎn)和桌面離水平地面的高度H就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化，故只要測量彈性球2的質(zhì)量和立柱高h(yuǎn)、桌面離水平地面的高度H就能求出彈性球2的動量變化。(2)根據(jù)(1)的分析可以寫出動量守恒的表達(dá)式：m1m1m2，整理得：2m12m1m2。