验证动量守恒定律 知识点题库

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相碰并黏合成一体．继续做匀速运动，他设计的具体装置如图（a）所示，在小车A后接着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．

研究两个小球在轨道水平部分碰撞的规律（动量守恒定律）：先安装好如图1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．之后的实验步骤如下：

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．

若在做“验证动量守恒定律”的实验中，称得入射小球1的质量m₁=15g，被碰小球2的质量m₂=10g，由实验得出它们在碰撞前后的位移﹣时间图线如图所示，则由图可知，入射小球在碰前的动量是g•cm/s，入射小球在碰后的动量是g•cm/s，被碰小球的动量是g•cm/s，由此可得出的结论是．

根据所学知识完成题目：

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．

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的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：

a．松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰到C、D挡板时计时器结束计时，分别记下A、B到达C、D的运动时间t₁和t₂ ．

b．在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置．

c．给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平．

d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L₁ ， B的右端至D板的距离L₂ ．

为了验证碰撞中的动量和能量是否守恒，长郡中学高三物理兴趣小组找来了一端倾斜另一端水平的光滑轨道，如图所示。在距离水平部分高为h处和水平部分安装了1、2两个光电门，然后找来两个直径均为d但质量分别为m_A和m_B的小球A、B进行实验。先将小球B静放在水平轨道上两光电门之间，让小球A从倾斜轨道上较高位置释放，光电门1记录了小球A碰撞前后通过的时间t₁、t₁′，光电门2记录了碰后小球B通过的时间t₂′。通过对实验结果的分析可知m_A(填“大于”“小于”或“等于”)m_B ， 若满足关系式，则说明碰撞中能量守恒。如果两小球的位置互换，该实验(填“能”或“不能”)成功。

一同学利用大小相同的实心弹力球和铝球验证动量守恒定律。在水平桌面上，他用铝球将弹力球压缩后突然松开，两小球在弹力球的弹力作用下分开并向相反方向运动，运动一段距离后分别停下。弹力球材料的密度为ρ₁＝12×10³kg/m³ ， 铝的密度为ρ₂＝2.7×10³kg/m³ ， 设两球在桌面上运动时所受阻力与其重力的比值相同。实验中，还需选用（从“秒表、刻度尺、天平”中选填一项），测量（填物理量及表示符号）。用以上数据和测得的物理量符号表示的等式在误差允许范围内成立，则说明两被压缩的小球弹开时动量守恒。

用如图所示的装置来验证动量守恒定律。滑块在气垫导轨上运动时阻力不计，当其上方挡光条到达光电门D(或E)，计时器开始计时；挡光条到达光电门C(或F)，计时器停止计时。实验主要步骤如下：

a.用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B；

b.给气垫导轨通气并调整使其水平；

c.调节光电门，使其位置合适，测出光电门C、D间的水平距离L；

d.A、B之间紧压轻弹簀(与A、B不粘连)，并用细线拴住，如图静置于气垫导轨上；

e.烧断细线，A、B各自运动，弹簧恢复原长前A、B均未到达光电门，从计时器上分别读取A、B在两光电门之间运动的时间t_A、t_B。

某同学用如图所示的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球仍从同一位置由静止开始滚下，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，最终得到了如图所示的三个平均落点。

某物理实验兴趣小组查询资料知生活中硬质木球或钢球之间发生碰撞时，动能损失比较小，可以忽略不计，通常可以将它们之间的碰撞看成弹性碰撞。现设计如图所示的实验验证“钢球与硬质木球之间的碰撞为弹性碰撞”。有两个大小相同、质量不同的钢球A和硬质木球B在同一条水平轨道上，水平轨道比较光滑，对小球的阻力可以忽略不计。两球心在同一水平直线上，现给小球A一个水平向右的初速度，使之和一静止的硬质木球B发生对心正碰，碰后两个小球先后通过光电门2。

某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中O是槽末端口在记录纸上的垂直投影点

某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：

①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；

②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；

③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P₂；

④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P₁、P₃。

     

“验证动量守恒定律”的实验，图中斜槽与水平槽平滑连接，安装好仪器后开始实验。先不放被碰小球，使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下，重复实验若干次；然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的槽口边缘B处，再使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下，再重复实验若干次，在白纸上记录下挂于槽口B的重垂线在记录纸上的竖直投影O点和各次实验时小球落点的平均位置M、P、N，已知入射小球和被碰小球的质量分别为 、 ，且 ，则：

用如图所示的装置验证动量守恒定律。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺上复写纸。

某小组为验证动量守恒定律，设计了如下实验。竖直曲面轨道与水平轨道在O处平滑连接。两滑块P、Q与轨道间的动摩擦因数相同。主要实验步骤如下：

①用天平测出滑块P、Q的质量m₁、m₂；

②将滑块P从曲面轨道上最高点释放，用刻度尺测出滑块P从O₁开始在水平轨道上滑行的距离x₀；

③将滑块Q放在水平轨道O₁处，滑块P从曲面轨道最高点释放，它们在O₁处发生碰撞。用刻度尺测出滑块P、Q碰撞后滑行的距离x₁、x₂。

如图为“探究碰撞中的不变量”的实验装置，即研究两个小球在轨道水平部分末端碰撞前后的动量关系．已知入射小球A和被碰小球B的质量分别为m₁、m₂ ．

某同学用如图所示的装置，通过半径相同的A，B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律.在图（a）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 ， 滑块B的质量 ， 遮光片的宽度；打点计时器所用的交流电的频率为 ， 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为 ， 碰撞前后打出的纸带如图（b）所示。