1 实验：探究碰撞中的不变量 知识点题库

在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，让质量为m₁的小球从斜槽轨道上某处自由滚下，与静止在轨道末端的质量为m₂的小球发生对心碰撞（如图所示），则

用如图1所示的装置，来验证碰撞过程中的动量守恒．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量之比m_A：m_B=3：1．先使A球从斜槽上某一高度处由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹P，重复10次，得到10个落点．再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从同一高度处由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次．A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图2所示，其中米尺的零点与O点对齐．

在“探究碰撞中的不变量”实验中，对于最终的结论m₁v₁＋m₂v₂＝m₁v₁′＋m₂v₂′，下列说法正确的是（   ）

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：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。

接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

①对于上述实验操作，下列说法正确的是

A．小球1每次必须在斜槽上相同的位置从静止滚下

B．小球1可以在斜槽上不同的位置从静止滚下

C．斜槽轨道末端必须水平

D．斜槽轨道必须光滑

②若入射小球质量为m₁ ， 半径为r₁；被碰小球质量为m₂ ， 半径为r₂ ， 则

A.m₁>m₂ ， r₁>r₂

B．m₁>m₂ ， r₁=r₂

C．m₁<m₂ ， r₁<r₂

D.m₁<m₂ ， r₁=r₂

③上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有．

A．A、B两点间的高度差h₁

B．B点离地面的高度h₂

C．小球1和小球2的质量m₁、m₂

D．小球1和小球2的半径r₁、r₂

④当所测物理量满足表达式(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失．

某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。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，得到了如图乙所示的三个落地点。

用气垫导轨和光电门验证弹簧将滑块A、B弹开过程中的动量守恒，实验装置如图所示，实验时用细线将两滑块拉近，使弹簧处于压缩状态，然后烧断细线，弹簧将两滑块弹开，两滑块由静止开始运动。已知两遮光板宽度相同，滑块A的质量为m₁ ， B的质量为m₂。

利用图甲所示的装置验证动量守恒定律。在图甲中，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m₁＝0.3kg，滑块B的质量m₂＝0.1kg，遮光片的宽度d用游标卡尺测量，如图丙所示；打点计时器所用的交流电的频率f＝50Hz。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Dt_B＝2.86×10^－3s，碰撞前后打出的纸带如图乙所示。

某实验小组利用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒。图中A、B是两个相同的小车。

在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m₁ ， 被碰球b的质量为m₂ ， 各小球的落地点如图所示，关于这个实验，下列说法正确的是（   ）

用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽平滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下铅垂线所指的位置O.接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，认为其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘处的B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．

用如图甲所示装置通来验证动量守恒定律

关于下列实验要求正确的是

利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。

实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。

实验步骤：

⑴测量小球1、2的质量分别为m₁、m₂ ， 将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面，如图甲；

⑵将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为d的正方形。将小球1拉至某一位置A，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍；

⑶分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后到达最高位置为B，球2向左摆动的最高位置为C，如图乙。已知重力加速度为g，碰前球1的动量大小为。若满足关系式，则验证碰撞中动量守恒；

⑷与用一根细线悬挂小球相比，本实验采用双线摆的优点是：。

⑸球1在最低点与静止的球2水平正碰后，球1向右反弹摆动，球2向左摆动。若为弹性碰撞，则可判断球1的质量球2的质量（填写“大于”、“等于”或“小于”）；若为非弹性碰撞，则（填“能”或“不能”）比较两球质量大小？理由是：

用半径相同的小球1和小球2的碰撞“验证动量守恒定律”，实验装置如图所示，斜槽的倾斜部分与水平部分圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

用如图所示的“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。

用如图甲所示的水平气垫导轨来验证动量守恒定律，用频闪照相机闪光4次拍的照片如图乙所示，已知闪光时间间隔△t=1s，闪光本身持续时间极短。已知在这4次闪光的时间内A、B均在0~160cm范围内，A、B碰撞过程时间极短，且第一次闪光时，A恰好过x=110cm处，B恰好过x=140cm处，则由图可知：

用图甲实验装置验证动量守恒定律．主要步骤为：

①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；

②让质量为 的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置；

③把质量为 的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；

④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为 、 、 ，如图乙，分析数据：

在“利用气垫导轨验证动量守恒定律”的实验中，用到的测量工具有 (  )

某实验小组的同学利用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，调节气垫导轨的充气源，轻推滑块使其在气垫导轨上做匀速直线运动；然后将安装有遮光条的滑块P由倾斜轨道上某位置静止释放，经过气垫导轨左侧的光电门1后与滑块Q发生碰撞，并粘合在一起，最终通过光电门2.已知滑块P、Q的质量分别为m、M，回答下列问题：