验证动量守恒定律 知识点题库

某同学用如图所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球1悬挂于O点，使小球1的质心到悬点O的距离为L，被碰小球2放在光滑的水平桌面上．将小球1从右方的A点（OA与竖直方向的夹角为α）由静止释放，摆到最低点时恰与小球2发生正碰，碰撞后，小球1继续向左运动把轻质指示针推移到图中的OC位置，小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为S的D点．

在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图所示，两个小球的质量分别为m_A和m_B ．

如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：

①用天平测出两个小球的质量分别为m₁和m₂；

②安装实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面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处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P；

④将小球m₂放在斜槽末端B处，仍让小球m₁从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球m₁、m₂在斜面上的落点位置；

⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离．图中从M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M、P、N到B点的距离分别为S_M、S_P、S_N ． 依据上述实验步骤，请回答下面问题：

小明同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验．如图甲所示，长木板下垫着小木片以平衡两车的摩擦力；让小车A做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动；在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz．

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．

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：

某小组在做“探究碰撞中的不变量”实验时，采用了如图1所示的实验装置．小车甲、乙的碰撞端分别装上撞针与橡皮泥．

现进行以下操作：把打点计时器固定在光滑水平轨道左侧将纸带一端穿过打点计时器，另一端连在小车甲的后面；打开打点计时器，轻推一下小车甲，使其获得一定速度后与静止的小车乙碰撞粘连成一体；关闭打点计时器，取下纸带，进行相关探究．在某次实验中得到的纸带 部分 如图2所示 图中的直尺为毫米刻度尺 ．

用图甲的“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。O时小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球 多次从斜轨上S位置由静止释放，找到七落地点的平均位置P，测量平抛水平射程OP。然后把被碰小球 静置于水平轨道的末端，再将入射小球 从斜轨上S位置由静止释放，与小球 相撞，多次重复实验，找到两个小球落地的平均位置M、N。

气垫导轨是常用的一种实验仪器。滑块在气垫导轨上的运动，可视为无摩擦运动。甲同学利用气垫导轨和光电门验证“动量守恒定律”如图1所示，其中滑块A带有撞针和遮光条。步骤如下：

如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验

①用天平测出两个小球的质量分别为m₁和m₂；

②安装实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面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处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P；

④将小球m₂放在斜槽末端B处，仍让小球从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球m₁、m₂在斜面上的落点位置；

⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离，图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M、P、N到B点的距离分别为s_M、s_P、s_N。依据上述实验步骤，请回答下面问题：

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）

临沂市2020年疫情期间，组织学生线上实验能力大赛，某同学在上传的视频中利用气垫导轨、滑块、数字计时器、光电门等器材验证动量守恒定律实验，用到两个相同的光电门1和2及质量分别为400g、200g的滑块A和B，两滑块上分别固定有宽度相同的长方形遮光片，部分实验操作如下：

某小组用如图所示的装置验证动量守恒.装置固定在水平面上，圆弧轨道下端切线水平。两球半径相同，两球与水平面的动摩擦因数相同.实验时，先测出A、B两球的质量m₁、m₂ ， 让球A多次从圆弧形轨道上某一位置由静止释放，记下其在水平面上滑行距离平均值S₀ ， 然后把球B静置于轨道下端水平部分，并从A从轨道上同一位置由静止释放，并与B相碰，重复多次。

利用如图所示的装置验证动量守恒定律。正常工作的气垫导轨上有A，B两个滑块，滑块A和滑块B上都固定有完全相同、长度为d的遮光片。气垫导轨上装有光电门传感器1和2，与之连接的光电计时器（图中未画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。将滑块A置于气垫导轨光电门1左侧某位置，滑块B置于光电门1和光电门2之间靠近光电门2的位置处。测得滑块A的质量为m₁ ， 滑块B的质量为m₂。

利用如图所示的装置验证“碰撞中的动量守恒”。光滑度较高的水平桌面上固定一个半圆弧竖直挡板，在A、B两点处各安装一个压力传感器，桌面及挡板上均涂有润滑油，实验步骤如下：

①在A、B两点间的某个位置靠挡板放置一个质量为m₂的小球2；

②在挡板左端点处放置另一质量为m₁的小球1；

③给小球1某一初速度使之沿着挡板运动，并与小球2发生碰撞，直至两球均离开挡板；

④记录A处传感器先后显示的两个压力值F₁、F₂和B处传感器显示的一个压力值F₃。

实验过程中（填“需要”或“不需要”）要测量半圆弧挡板的半径；碰撞瞬间小球1对小球2的冲量大小正比于（填“F₃”或“”）；若在误差允许的范围内，等式成立，则可证明碰撞前后两小球组成的系统总动量不变；若该过程为弹性碰撞，则F₁、F₂、F₃还应满足的等式为。

某同学欲采用气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实验。实验装置如图所示，下面是实验的主要步骤：

①测得A和B两滑块上挡光片的宽度均为d；

②安装好气垫导轨和光电门，向气垫导轨通入压缩空气，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

③利用固定在气垫导轨两端的弹射装置，使滑块A向右运动、滑块B向左运动，测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为 和 ；

④观察发现滑块A、B碰撞后粘在一起，且运动方向与滑块A碰撞前运动方向相同；

⑤碰撞后测得滑块B经过光电门b时的挡光时间为 ；

如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量后，随即启动打点计时器．甲车运动一段距离后，与静止的乙车正碰并黏在一起运动．纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图(b)所示，电源频率为50Hz，则：碰撞前甲车的运动速度大小为m/s，甲、乙两车的质量比m_甲：m_乙为．

如图，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。

采用下图所示的装置验证动量守恒定律。将两个小球用细线悬挂起来，静止时两球相切，球心等高，两细线恰好竖直。保持细线伸直，将A球向左拉起，由静止开始释放，两球碰撞后，测出A球被反弹向左摆动。则：

用图示装置做“验证动量守恒定律”实验。在滑块1、2上分别装有相同的挡光片及弹簧圈，测出挡光片宽度d，滑块1、2的质量分别为m₁、m₂.实验时打开气泵，让滑块1以一定的初速度向左运动并与静止的滑块2碰撞，记下滑块1经过光电门M的挡光时间t₁和滑块1、2分别经过光电门N的挡光时间t′₁和t₂。下列相关说法正确的是（   ）