验证动量守恒定律 知识点题库

某同学用图（甲）所示的实验装置验证碰撞中动量守恒定律，他用两个完全相同的小钢球A、B进行实验，首先该同学使球A自斜槽某一高度由静止释放，从槽的末端水平飞出，测出球A落在水平地面上的点P与球飞出点在地面上竖直投影O的距离L_OP ． 然后该同学使球A自同一高度由静止释放，在槽的末端与静止的球B发生非对心弹性碰撞，如图（乙）．碰撞后两球向不同方向运动，测出两球落地点M、N与O点间的距离L_OM、L_ON ， 该同学多次重复上述实验过程，并将测量值取平均值．在忽略小球半径的情况下，对该实验的结果，分析正确的是（   ）

气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

a．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B ．

b．调整气垫导轨，使导轨处于水平．

c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．

d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L₁ ．

e．按下电钮放开卡销，同时使记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂ ．

①实验中还应测量的物理量及其符号是．

②作用前A、B两滑块质量与速度乘积之和为；作用后A、B两滑块质量与速度乘积之和为．

③作用前、后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全此昂等，产生误差的原因有，（至少答出两点）

某实验小组利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律．实验的主要步骤如下：

⑴用游标卡尺测量小球A、B的直径d，其示数均如图2所示，则直径d＝ mm，用天平测得球A、B的质量分别为m₁、m₂.

⑵用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上．

⑶将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为α时由静止释放，与球B碰撞后，测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ₁ ， 球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ₂.

⑷若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为；若碰撞是弹性碰撞，则还应满足的表达式为．(用测量的物理量表示)

如图甲，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．

某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律，气垫导轨上安装了两个光电门，气垫导轨左端装一个弹射装置，滑块可被弹射装置向右弹出，质量为m₁的滑块甲和质量为m₂的滑块乙上装有宽度相同的挡光片。开始时，滑块甲靠在已被锁定的弹射装置处，滑块乙静置于两个光电门之间，滑块甲弹出后通过光电门1再与滑块乙发生碰撞，碰撞后要使两个滑块能够通过光电门2。

某同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，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G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G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点是水平槽末端R在记录纸上的竖直投影点，B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且在G、R、O所在的平面内，米尺的零点与O点对齐．

            

如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管内径且与弹簧不固连），压缩弹簧并锁定．现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射．按下述步骤进行实验：

①用天平测出两球质量分别为m₁、m₂；

②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；

③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q．

回答下列问题：

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“验证动量守恒定律”的实验中，一般采用如图所示的装置：

为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作：

Ⅰ．将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；

Ⅱ．将木板向右平移适当的距离固定，再使小球a 从原固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹B；

Ⅲ．把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端，让小球a 仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两小球分别撞到木板并在白纸上留下痕迹A和C；

Ⅳ．用天平测出A，B两个小球的质量分别为m_a和m_b ， 用刻度尺测量白纸上O点到A，B、C三点的距离分别为y₁、y₂和y₃ ．

根据上述实验，请回答下列问题：

气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本消除掉摩擦力的影响，因此成为重要的实验器材，气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验．现提供以下实验器材：

利用以上实验器材可以完成“验证动量守恒定律”的实验．为完成此实验，某同学将实验原理设定为：m₁v₀=(m₁+m₂)v

某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律。他在气垫旁加装了位置感应器（可以将任一时刻该滑块与某点的距离记录下来），测得两滑块的质量分别为 ， 两滑块A、B在气垫导轨上（摩擦力可忽略不计）发生正碰，通过实验该同学描绘出碰撞前后滑块A、B的位移一时间图像如图所示。

如图所示，某同学利用气垫导轨和光电门“验证动量守恒定律”。将气垫导轨放置在水平桌面上并调节水平，导轨的左端有缓冲装置，右端固定有弹簧。将滑块b静止放于两光电门之间，用弹簧将滑块a弹出。滑块a被弹出后与b发生碰撞，b与缓冲装置相碰后立即停下，测得滑块a、b质量分别为 、 ，两个滑块上安装的挡光片的宽度均为d。

某实验小组采用如图所示的装置来验证动量守恒定律。

①组装装置时要注意斜槽末端要。

②若入射小球质量为 ，被撞小球质量为 ，则 （填“大于”或“小于”） 。

③实验结果若基本满足，（用 、 、OM、OP、ON表示）则证明碰撞中动量守恒。

如图甲所示，在验证动量守恒定律实验时，小车 的前端粘有橡皮泥，推动小车 使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车 相碰并粘合成一体，继续匀速运动，在小车 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为 ，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。

在做验证动量守恒定律的实验时，入射球a的质量为m₁ ， 被碰球b的质量为m₂ ， 小球的半径为r，各小球的落点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是 (  )

学校物理兴趣小组利用气垫导轨验证动量守恒定律，气垫导轨装置如图所示，由导轨、滑块、弹射器、光电门等组成，固定在两滑块上的挡光片的宽度相等。主要的实验步骤如下：

A．安装好气整导轨，转动气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平

B．向气垫导轨通入压缩空气

C．接通光电计时器（光电门）

D．把滑块2京紫放在气垫导轨的中间；

E.滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳

F.释放滑块1通过光电门1后与左侧连有弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动

G.读出滑块1通过光电门1与光电门2的挡光时间分别为△t₁=10.01ms、△t₂=49.90ms，滑块2通过光电门2的挡光时间为△t₄=8.35ms

H.测得挡光片的宽度为d=5.0mm，滑块1与滑块2（包括弹簧）的质量分别为m₁=300g、m₂=200g。

如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图1中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。用刻度尺测量出水平射程。测得A球的质量为 ， B球的质量为。

甲、乙两个学习小组的同学分别设计了如图所示的甲，乙两种装置用来验证动量守恒定律。

某同学用如图所示的装置，研究两个小球在轨道水平部分的碰撞是否为弹性碰撞。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让质量为m₁的入射球1多次从斜轨上的G位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量出平抛的射程OP。然后把质量为m₂的被碰小球2静置于轨道的水平部分，再将入射小球1从斜轨上的G位置由静止释放，与小球2相碰，并且多次重复。实验得到两小球的落点的平均位置分别为M、N。