验证动量守恒定律知识点题库

如图所示，某同学设计了一个用打点计时器“验证动量守恒定律”的实验：在小车A左端粘有橡皮泥，瞬间轻推动A车使之做匀速运动，与静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，在小车A的右端连着纸带，小车运动，频率为50Hz的打点计时器将打出一系列带点纸带；在长木板下垫着小木片以平衡摩擦力．则：

（1）若已得到打点纸带如图所示，并将测出各计数点间距且已标在图上，纸带上A点为开始运动的第一点，那么，A、B两个计数点间的时间间隔为s，应选段来计算A车和B车碰后的共同速度．
（2）已测得小车A、B的质量分别为600g、300g，由以上测量结果可得，碰撞前的总动量=kg•m/s；碰后的总动量=kg•m/s．（结果保留三位有效数字）

某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图1甲表示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图1乙所示，这样就大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．

（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先，然后，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图2所示：
⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．试完善实验步骤⑥的内容．
（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为 kg•m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为 kg•m/s（保留三位有效数字）．
（3）试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是．

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．

（1）实验中，下列说法是正确的有：
A 、斜槽末端的切线要水平，使两球发生对心碰撞
B 、同一实验，在重复操作寻找落点时，释放小球的位置可以不同
C 、实验中不需要测量时间，也不需要测量桌面的高度
D 、实验中需要测量桌面的高度H
E 、入射小球m₁的质量需要大于被碰小球m₂的质量
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m₁多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后把被碰小球m₂静置于轨道的水平部分，再将入射球m₁从斜轨S位置静止释放，与小球m₂相撞，并多次重复．分别找到m₁、m₂相碰后平均落地点的位置M、N，用刻度尺测量出平抛射程OM、ON，用天平测量出两个小球的质量m₁、m₂ ，若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为：．

某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．

（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先，然后，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图（b）所示；
⑧测得滑块1的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．试完善实验步骤⑥的内容．
（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为kg•m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为kg•m/s（保留三位有效数字）．
（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是．

某同学用如图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球放在水平槽的末端，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，得到了如图所示的三个落地处．

（1）应该用什么方法找出落地点的平均位置

A . 记下每次落点到O的距离，然后取平均值； B . 选择其中一次认为比较准确的落点，量出该点到O的距离； C . 多做几次实验，用尽可能小的圆把所有的落点都圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置 D . 为了避免误差过大，只需做一次碰撞，找到其落点位置，就可以了．
（2）已知m_A：m_B=2：1，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出Q是碰后球的落地点，P'是碰后球的落地点．（填“A”或“B”）
（3）用题中字母写出动量守恒定律的表达式：

如图为实验室中验证动量守恒实验装置示意图

（1）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＞m₂r₁＞r₂ B . m₁＞m₂r₁＜r₂ C . m₁＞m₂r₁=r₂ D . m₁＜m₂r₁=r₂
（2）为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是　　．（填下列对应的字母）

A . 直尺 B . 游标卡尺 C . 天平 D . 弹簧秤 E . 秒表
（3）设入射小球的质量为m₁ ，被碰小球的质量为m₂ ， P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式（用m₁、m₂及图中字母表示）成立，即表示碰撞中动量守恒．
（4）在实验装置中，若斜槽轨道是光滑的，则可以利用此装置验证小球在斜槽上下滑过程中机械能守恒，这时需要测量的物理量有：小球释放初位置到斜槽末端的高度差h₁；小球从斜槽末端做平抛运动的水平移s、竖直高度h₂ ，则所需验证的关系式为：．

某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，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直线运动，他设计的装置如图所示．在小车A后面连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板的一端下面垫着小木片用以平衡摩擦力．

（1）若已得到打点纸带如图，测得各计数点间距离并标在图上，A为运动起始的第一点，则应选段来计算小车A碰撞前的速度，应选段来计算A和B碰撞后的共同速度．
（2）已测得小车A的质量m₁=0.40 kg，小车B的质量m₂=0.20 kg，由以上测量结果可得：碰前两车质量与速度乘积之和为 kg·m/s；碰后两车质量与速度乘积之和为 kg·m/s.
（3）从实验数据的处理结果看，A、B碰撞过程中什么量不变？

如图所示的装置中，质量为m_A的钢球A用细线悬挂于O点，质量为m_B的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上．O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点．

图片_x0020_1201936015

（1）图中x应是B球做(从“平抛”、“自由落体”、“圆周”中三选一)运动的水平位移大小．
（2）为了探究碰撞中的守恒量，在已知重力加速度g的条件下，还需要测得的七个物理量是(填写题目中所给物理量符号)．
（3）用测得的物理量表示：m_Av_A＝；m_Av_A′＝；m_Bv_B′＝.

某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：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，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。他设计的装置如图甲所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片以平衡摩擦力。

图片_x0020_225778336

（1）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点的间距(已标在图上)。A为运动的起点，则应选段来计算A碰前的速度，应选段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。
（2）已测得小车A的质量m₁＝0.4kg，小车B的质量m₂＝0.2kg，则碰前两小车的总动量为kg·m/s，碰后两小车的总动量为kg·m/s。

为了验证动量守恒定律，某实验小组选取两个材质相同而质量不同的滑块A和B，并按下述步骤进行了实验：

①在A、B的相撞面分别粘上橡皮泥，便于二者相撞后连成一体；

②实验装置如图甲所示，铝质导轨槽固定在水平桌面上，其倾斜段的右端和水平段的左端由一小段圆弧连接，在导轨槽的侧面且与水平导轨等高处安装一台数码频闪照相机；

③将滑块B静置于槽的水平段某处，滑块A由槽的倾斜段适当位置静止释放，同时开始频闪拍摄，直至两滑块停止运动，得到一幅多次曝光的照片；

④多次重复步骤③，得到多幅照片，挑选其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图乙所示（图中只显示滑块A）。

请对上述操作进行分析并回答以下问题：

（1）分析图乙可知，A、B滑块碰撞发生的位置是（选填P₅、P₆或P₇）；
（2）为了验证碰撞中动量是否守恒，必须直接测量或读取的物理量是______；

A . A，B两滑块的质量m₁和m₂ B . 滑块A释放时距桌面的高度 C . 频闪照相的周期 D . 照片尺寸和实际尺寸的比例 E . 照片上测得的S₃₄、S₄₅和S₅₆、S₆₇ F . 照片上测得的S₄₅、S₅₆和S₆₇、S₇₈ G . 滑块与导轨间的动摩擦因数
（3）此实验验证动量守恒的表达式为。

如图所示，在“验证动量守恒定律”的实验中，将打点计时器固定在长导轨的左端，把纸带穿过打点计时器，连在质量为0.6kg的小车A的后面，让小车A让某一速度向右运动，与静止的质量相同的小车B碰撞。由于在两小车碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针将插入橡皮泥中，把两个小车A、B连接在一起共同向右运动，电源的频率为50Hz，则：

（1）为了尽可能满足实验需要的条件，下列所举措施中可行的是_____。

A . 两小车A，B的质量必须相等 B . 两小车A，B与导轨间的动摩擦因数尽可能相同 C . 两小车A，B相距的距离尽可能近一些 D . 将长导轨的左端用楔形木板垫起适当高度，以用小车重力的下滑分力来平衡小车运动时受到的摩擦力
（2）如图所示，是实验中碰撞前、后打点计时器打下的一条纸带，从图中可以知道在碰撞前小车A的动量为kg•m/s，碰撞后的总动量为kg•m/s，由此可知，在误差范围内系统的总动量守恒（保留两位有效数字）。

某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。光滑的水平平台上的A点放置有一个光电门。实验步骤如下：

图片_x0020_1758537605

A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；

B．用天平分别测得小滑块a（含挡光片）和小球b的质量为m₁、m₂；

C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的水平轻短弹簧，静止放置在平台上；

D．细线烧断后，a、b被弹开，向相反方向运动；

E.记录滑块a离开弹黄后通过光电门时挡光片的遮光时间t；

F.小球b离开弹簧后从平台边缘飞出，落在水平地面的B点，测出平台距水平地面的高度h及B点与平台边缘铅垂线之间的水平距离x₀；

G.改变弹賛压缩量，进行多次实验.

（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度为mm.
（2）若a、b与弹黄作用过程中系统动量守恒，则m₁ =（用上述实验所涉及物理量的字母表示，重力加速度为g）

利用如图甲所示实验装置验证动量守恒定律，在长木板一端的适当位置垫上小木块，使小车能在长木板上做匀速直线运动。小车A的前端粘有橡皮泥，后端连着纸带，纸带穿过位于A车后方的打点计时器的限位孔。某时刻接通打点计时器的电源，推动A车使之做匀速直线运动，与置于长木板静止不动的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。已知打点计时器所接电源频率为50Hz，得到的纸带如图乙所示。

图片_x0020_100014

（1）图乙中的数据有四段，ab=13.12cm，bc=19.36cm，cd=15.75cm，de=13.52cm，相邻两个计数点之间还有四个计时点。计算小车A与小车B碰撞发生在段。(选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”)
（2）若小车A及橡皮泥的质量m₁=0.30kg，小车B的质量m₂=0.10kg，取A、B两车及橡皮泥为一个系统，由以上测量结果可求得碰前系统的总动量为kg•m/s，碰后系统的总动量为kg•m/s。(结果保留三位有效数字)

小斌做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图所示，悬挂在 $\text{[math]}$ 点的单摆由长为 $\text{[math]}$ 的细线和直径为 $\text{[math]}$ 的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续向右摆动，小球B做平抛运动．

图片_x0020_100012 图片_x0020_100013

（1）小斌用游标卡尺测小球A直径如图所示，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ．又测得了小球A质量 $\text{[math]}$ ，细线长度 $\text{[math]}$ ，碰撞前小球A拉起的角度 $\text{[math]}$ 和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移 $\text{[math]}$ 、竖直下落高度 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，为完成实验，还需要测量的物理量有
A．小球B的质量 $\text{[math]}$

B．A与B碰前的运动时间 $\text{[math]}$

C．碰后小球A摆动的最大角度 $\text{[math]}$
（2）如果满足等式（用实验测得的物理量符号表示），我们就认为在碰撞中系统的动量是守恒的。

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两滑块上遮光片的宽度均为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、B分别向左和向右运动，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Δt₁和Δt₂；

④观察发现滑块A、B碰撞后通过粘胶粘合在一起，且运动方向与滑块A碰撞前运动方向相同。

图片_x0020_100012

（1）为验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有（________）

A . A，B两滑块（包含遮光片）的质量m₁、m₂ B . 两个光电门之间的距离L C . 碰撞后滑块B再次经过光电门b时挡光时间Δt D . 碰撞后滑块A再次经过光电门a时挡光时间 $\text{[math]}$
（2）为了验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，请用上述实验过程测出的相关物理量，表示需要验证的关系式是：。
（3）有同学认为利用此实验装置还能计算碰撞过程中损失的机械能。请用上述实验过程测出的相关物理量，表示出A、B系统在碰撞过程中损失的机械能 $\text{[math]}$ 。

某学习小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。

（1）实验中必须要求的条件是______。

A . 斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B . 斜槽轨道末端的切线必须水平 C . 入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 D . 入射球每次必须从轨道的同位置由静止释放
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m₁多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P。测量平抛射程OP，然后把被碰小球m₂静置于水平轨道的末端，再将入射球m₁从斜轨上S位置静止释放，与小球m₂相碰。并重复多次。则以下说法正确的是_______。

A . 为了完成该实验还需要用天平测量两个小球的质量m₁、m₂ B . 若两球发生弹性碰撞，则OM、ON、OP之间定满足的关系OP+OM=ON C . 为了验证碰撞前后动量守恒，该同学只需验证表达式 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ D . 为了完成该实验还需要分别找到 $\text{[math]}$ 相碰后平均落地点的位置M、N并测量平抛射程OM、ON
（3）该学习小组又用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，将A、B两滑块在一水平长直气垫导轨上相碰，用频闪照相机分别在 $\text{[math]}$ =0， $\text{[math]}$ =Δt， $\text{[math]}$ =2Δt， $\text{[math]}$ =3Δt时刻闪光拍照，摄得如图所示照片，其中B像有重叠，已知x轴上单位长度为L， $\text{[math]}$ =m， $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ m，向右为正方向。若碰前B静止，则碰撞发生t=时刻，碰后B的动量为（用m、L、Δt表示）；

如图为验证动量守恒定律实验装置。

⑴在不放小球m₂时，让小球m₁从斜槽导轨的水平槽口抛出，利用光电门传感器测量小球通过光电门的时间为t₀并显示在计算机屏幕上。

⑵把小球m₂放在斜槽末端水平位置处（光电门左侧），小球m₁从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞。为减小实验误差，在两球碰撞后使m₁球不反弹，所选用的两小球质量关系应为m₁m₂（填“>”、“<”、 “ =”）；碰后小球m₁通过光电门的时间为 $\text{[math]}$ ，小球m₂通过光电门的时间为 $\text{[math]}$ 。则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （填“>”、 “<”、“=”）。m₁落地时间为 $\text{[math]}$ ，m₂落地时间为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （填“>”、“<”、“=”）。

⑶用天平测量两个小球的质量m₁、m₂ ，则动量守恒的表达式可表示为， $\text{[math]}$ = 。（用题中字母表示）

利用如图所示的实验装置可验证动量守恒定律。由于小球的下落高度是定值，下落时间是定值，所以小球落在地面上的水平位移就代表了小球做平抛运动时水平初速度的大小，这样碰前速度和碰后速度就可以用平抛运动的水平位移来表示。

（1）以下要求正确的是。

A . 入射小球的半径应该大于被碰小球的半径 B . 入射小球的半径应该等于被碰小球的半径 C . 入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滚下 D . 斜槽末端必须是水平的
（2）关于小球的落点，下列说法正确的是。

A . 如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下，重复几次的落点一定是完全重合的 B . 由于偶然因素存在，重复操作时，小球的落点不会完全重合，但是落点应当比较集中 C . 测定落点P的位置时，如果几次落点的位置分别为P₁、P₂、…、P_n ，则落点的平均位置OP= $\text{[math]}$ D . 用尽可能小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置
（3）实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次实验，在记录纸上找到了两球平均落点位置分别为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON。已知入射球的质量为m₁ ，被碰球的质量为m₂ ，如果测得m₁·OM+m₂·ON近似等于，则可证明碰撞中系统的动量守恒。
（4）在实验中，根据小球的落点情况，若等式ON=成立，则可证明碰撞中系统的动能守恒[要求用第(3)问中涉及的物理量表示]。

北京冬奥会引发了大家玩桌上冰壶的热潮。某学习小组用三只相同的冰壶来验证动量守恒定律。将两只壶竖直叠放粘连，记为A，另一只壶记为B。在桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线， $\text{[math]}$ 与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：

①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ ；

②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与 $\text{[math]}$ 相切；

③如图丙，将A压缩弹簧至同一位置，射出后在 $\text{[math]}$ 处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。

请回答以下问题：

（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达 $\text{[math]}$ 线时具有相同的。
（2）碰撞前瞬间A的速度大小与____成正比。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
（3）多次实验，若测量数据均满足关系式（用题中给定符号表达），则说明冰壶碰撞过程中动量守恒。

下图为某同学在利用气垫导轨、滑块、数字计时器、光电门等器材验证动量守恒定律的实验装置图。该实验用到两个相同的光电门1和2及两个质量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的滑块1和2，两滑块上分别固定有宽度相同、质量不计的长方形遮光片，滑块1的右侧和滑块2的左侧分别带有一个弹性片。

实验过程中，将气垫导轨调节水平后，滑块1、2分别被左右两侧的弹射架水平弹射出去，在两个光电门之间发生正碰后又分别经过光电门1和2而返回。

（1）用精度为 $\text{[math]}$ 的游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图所示，测得本实验中遮光片的宽度 $\text{[math]}$ mm。
（2）某次测量中，数字计时器记录的遮光片通过光电门的遮光时间为 $\text{[math]}$ ，则滑块的速度大小为 $\text{[math]}$ （结果保留2位有效数字）。
（3）若某次实验过程中，与光电门1连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，与光电门2连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则验证动量守恒定律的表达式为（以向右为正方向，用题目中的物理量符号表示）。

验证动量守恒定律 知识点题库

验证动量守恒定律知识点题库