2025年人教版高二物理寒假复习：力学实验综合练

13力学实验综合练

喋内容早知道

■第一层巩固提升练（3大题型）

题型1验证动量守恒定律

题型2利用现代方法验证动量守恒定律

题型3用单摆测量重力加速度的大小

一第二层能力提升练

―第三层拓展突破练

---CH1HB-0-©---

题型一验证动量守恒定律

1.（23-24高一下•福建福州•期末）在“验证动量守恒定律”的实验中，先让质量为〃”的钢球A从斜槽轨道上

某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面

的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为加2的空心钢球B放在斜槽

轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操

作10次。尸、N为三个落点的平均位置，。点是轨道末端在白纸上的竖直投影点，如图1所示。

•N

o'

图2

（1）为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足如＞小，若满足关系式则可以认为两小球

碰撞前后总动量守恒；

⑵某同学记录小球三个落点的平均位置时发现M和N偏离了。尸方向，如图2所示。下列相关说法正确

的是o

A.造成M和N偏离了OP方向的原因是两小球的碰撞不是对心正碰

B.两球在碰撞过程中动量不守恒

【答案】,OP=mi•OM+ni2,ON

Q）A

【详解】(1)设碰撞前瞬间钢球A的速度为%,碰撞后瞬间A、B的速度分别为匕、匕，根据动量守恒

可得

叫%=叫匕+m2V2

由于两球在空中运动的时间相等，则有

叫//=mivlt+m2V2t

可得

m10P=myOM+m2ON

若满足关系式0P=mi♦0M+加2-ON则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒。

(2)造成“和N偏离了。尸方向的原因是两小球碰撞过程中没有对心碰撞，导致速度方向不沿碰前速

度方向。

故选Ao

2.(23-24高二下•浙江台州•期中)如图为“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验装置。

(1)有关本实验装置或操作要求，下列说法正确的是一。(多选)

A.斜槽轨道必须光滑

B.斜槽轨道的末端切线必须保持水平

C.入射球A和被碰球B的质量必须相等

D.入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放

E.实验中必须测量释放位置到抛出点的高度场和抛出点离地的高度H,才能算出小球碰撞前后的速度

(2)若两球碰撞前后的动量守恒，则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式为(用mA、HIB、

OM,OP、ON表示)。

【答案】(1)BD

(2)m^OP=m^OM+m^ON

【详解】(1)

A.斜槽轨道是否光滑，不影响入射小球每次与被碰小球碰撞前瞬间速度是否相同，故斜槽轨道不需要

光滑，A错误；

B.为了保证小球抛出后做平抛运动，斜槽轨道的末端切线需要保持水平，B正确；

C.为了保证碰撞后，入射球不反弹，入射球质量应大于被碰球的质量，C错误；

D.为了保证入射球每次与被碰球碰撞前瞬间速度相同，入射球每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止

释放，D正确；

E.可以根据平抛运动规律推出抛出的速度与水平位移的关系，不需要测量抛出点的高度力和抛出点离

地的高度”，故E错误。

故选BD。

（2）小球在空中做平抛运动下落的高度相同，则小球做平抛运动的时间相同，设入射球碰前瞬间速度

为%,碰后瞬间入射球速度为匕，被碰球速度为匕，根据动量守恒可得

tnAv0=mAv1+mBv2

则有

mAvot=mAv/+

可得

mAOP=mAOM+rn^ON

3.（2024•湖南邵阳•二模）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建

如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中。4为水平段。选择相同材质的一元硬

币和一角硬币进行实验。

测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为阳和m2（，如＞加2）。将硬币。放置在斜面上某一位

置，标记此位置为及由静止释放。，当。停在水平面上某处时，测量。从。点到停止处的滑行距离。P。

将硬币b放置在。处，左侧与。点重合，将。放置于2点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测

量a、6从。点到停止处的滑行距离和OM保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM.

ON的平均值分别为SO、Sl、S2。

⑴在本实验中，b选用的是（选填“一元”或‘一角"）硬币；

（2）碰撞后，b在。点时速度的大小可表示为（设硬币与纸板间的动摩擦因数为〃，重力加速度

为g）；

（3）若a、b发生弹性碰撞，则二！=_________o

\IS2

【答案】⑴一角

(3)1

【详解】(1)根据图乙可知，。碰撞b后，a的速度方向仍然向右，没有发生反弹，可知。的质量大一些,

即在本实验中，。选用的是一元硬币，6选用的是一角硬币。

(2)碰撞前，b从。点运动到N点减速至0,设6在。点的速度大小为%，根据动能定理有

V

一〃®gS2=0-；77Z21

解得

一=Qgs?

(3)设。碰撞前到。点是速度大小为％，根据动能定理有

12

一〃m1gs0=0-3

解得

%=J2〃gs°a碰撞后到O点是速度大小为匕，根据动能定理有

12

一〃相由与=0--^

解得

W=j2〃gS]

若。、。发生弹性碰撞，则碰撞时动量守恒，能量守恒

叫%=叫匕+m2v2

121212

5ml%=万班匕+-^v2

以上各式联立，解得

~i^r

4.(23-24高三下•重庆南岸•开学考试)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让质量为叫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把质量为铀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。，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与。

的距离分别为不、％、毛，如图乙，分析数据：

s

（1）入射球直径2和被碰球直径2应满足关系2A（选填或“<”）

（2）关于该实验，下列说法正确的有

A.斜槽轨道必须是光滑的

B.铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平

C.实验中必须测量出小球抛出点的离地高度X

D.入射球必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放

（3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为

A.无2=叫再+加2毛B.尤2+利尤3

222333

C.叫％=叫占+m2x3D.m{x2=mxxx+m2x3

【答案】DA

【详解】（1）口]要使两球动量守恒，要求两球正碰，故入射球直径已等于被碰球直径2。

（2）[2]AD.每次保证入射小球从同一位置静止释放，可以使小球获得相同的初速度，斜槽轨道无需光

滑，故A错误，D正确；

B.铅垂线的作用是确定。点的位置，不是用于检验斜槽是否水平，故B错误；

C.小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，由于高度相同，小球在空中运动时间相同，可用水平位移表

示速度，故实验中不需要测量出小球抛出点的离地高度故C错误。

故选D。

（3）[3]设小球在空中运动时间为若两球碰撞时的动量守恒，有

X..X,X,

整理可得

7U1x2=叫％+m2x3

故选Ao

题型二利用现代方法验证动量守恒定律

5.（2024山东荷泽.模拟预测）晓宇同学利用如图所示的装置验证碰撞过程中动量守恒，实验时完成了如下

的操作:

（1）将挡光片固定在滑块A上，挡光片的宽度为d,用天平测量滑块A与挡光片的总质量为叫，将两

光电门1、2固定在长木板上；

（2）将长木板的右端适当调高，轻推滑块，直到滑块A沿长木板匀速下滑，此时滑块经过光电门1、2

的挡光时间分别为$、颂，则（填“〉”"=”或"<”）M;

（3）保持（2）中长木板的倾角不变，现将与A相同材料制成的滑块B放在两光电门之间，滑块B的

质量为啊，使滑块A从光电门1的上方以一定的初速度下滑，滑块A经过光电门1的挡光时间为4，

两滑块碰后粘合在一起，经过光电门2时的挡光时间为芍，滑块A经过光电门1的速度为,若两

滑块碰撞过程中动量守恒，则关系式成立。

【详解】口］根据

Ax

v=——

可知滑块经过光电门的速度为

d

v=一

Ar

当匀速下滑时速度不变，即

d_d

△八Ar2

所以

△%=Az2

⑵滑块A经过光电门1的速度为

d

V'"?

［3］两滑块碰后经过光电门2的速度为

d

若两滑块碰撞过程中动量守恒，则需满足

m[vi=(mj+m2)v2

解得

叫叫+m。

匕t2

6.（2024•广东•模拟预测）某同学用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”，气垫导轨上放置着带有遮光条

的滑块P、Q。

（1）若实验中用螺旋测微器测量其中一个遮光条的宽度如图乙所示，其读数为mm；

（2）测得P、Q的质量（含遮光条）分别为网和，的，左、右遮光条的宽度分别为4和4。实验中，用

细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电

门的时间分别为小t2o用题中测得的物理量表示动量守恒应满足的关系式为（用乙、与、4、

“2、机［、7%表示）。

.d,dr.

【答案】6.860/6.858/6.859/6.861叫

G’2

【详解】⑴［1］螺旋测微器的读数为

d=6.5mm+36.0x0.01mm=6.860mm

（2）［2］实验时把小滑块经过挡光片时的平均速度作为小滑块的瞬时速度，故滑块P通过左边光电门的

瞬时速度为

d,

“7

滑块Q通过右边光电门的瞬时速度为

匕=4

由动量守恒定律可知

叫巧~m2V2二。

故

。,2

7.（2024.辽宁.一模）某同学利用图（a）所示的装置验证碰撞过程中的动量守恒定律。A、B两滑块均带有

弹簧片和宽度相同的遮光片，测得滑块A、B（包含弹簧片和遮光片）的质量分别为叫和根2。将两滑块

放在气垫导轨上，气垫导轨右侧两支点高度固定，左侧支点高度可调。

图（a）

（1）实验前，该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,结果如图（b）所示，则4=mm。

012（cm）

山午MM山“科州叶

01020

图（b）

（2）该同学在调节气垫导轨水平时，开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨中部后，发现它向右加速运

动。此时，应调节左支点使其高度（填“升高”或“降低”）。

（3）将气垫导轨调节水平后，给滑块A一向右的初速度，使它与滑块B发生正碰。碰前滑块A通过光

电门1的遮光时间为/°,A、B碰后分别通过光电门1和光电门2,遮光时间分别为。和灰，则该同学所

要验证的动量守恒定律的表达式为（用?、啊、办、4和表示）。

【答案】2.25降低资=资咛

【详解】（1）[1]由图（b）可知，遮光条的宽度为

d=2mm+5xO.O5mm=2.25mm

（2）[2]开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨中部后，发现它向右加速运动，说明左高右低，则应调节

左支点使其高度降低。

（3）[3]根据滑块经过光电门的瞬时速度近似等于平均速度可得，滑块A碰前通过光电门1时的速度大

小为

d

%

方向水平向右，同理可得，滑块A碰后通过光电门1时的速度大小为

d

“一屋

方向水平向左，滑块B碰后通过光电门2时的速度大小为

d

%一1

方向水平向右，若碰撞过程动量守恒，取向右为正方向，则有

=一叫匕+m2v2

整理可得

%t2%

8.（24-25高三上•陕西西安•期中）某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。在固定的水平气垫导

轨上安装两个光电门，带有遮光片的A、B两滑块放置在气垫导轨上，两遮光片的宽度相等，A放置在

光电门1的左侧，B放置在两光电门之间，实验开始，让导轨的气源充上气，给A一个水平方向的初速

度，两滑块碰撞前A通过光电门的时间为6,碰撞后A、B通过光电门的时间分别为与。

遮光片

（1）若A的质量大于B的质量，则碰撞后A通过光电门1；若A的质量等于B的质量，则"等

于L（均填“可能”或“不可能”）

⑵若碰撞后A、B的运动方向相反，弓二匕，且A、B发生的是弹性碰撞，则A、B的质量之比为o

【答案】（1）不可能可能

（2）1:3

【详解】（1）[1]若A的质量大于B的质量，则碰撞后A滑块不反弹，即碰撞后A不可能通过光电门1；

⑵若A的质量等于B的质量，且若发生弹性碰撞，则速度发生交换，故则4可能等于4。

（2）若碰撞后A、B的运动方向相反，ti,则碰后两滑块的速度大小相等，由动量守恒定律

“A%=~mAV+mBV

且A、B发生的是弹性碰撞，根据机械能守恒定律

=3%/+3mBy

联立解得

tnB3

题型三用单摆测量重力加速度的大小

9.（23-24高二下•云南曲靖・期末）实验小组的同学们用图甲所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。

甲

（1）在这个实验中，应该选用下列哪两组材料构成单摆（填选项前的字母）。

A.长约Im的细线B.长约hn的橡皮绳

C.直径约1cm的均匀铁球D.直径约1cm的塑料球

(2)将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是(填选项前的字母)。

A.测出摆线长作为单摆的摆长

B.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之在竖直平面内做简谐运动

C.用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期

(3)用L表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，则重力加速度g=(用L、T表示)。

【答案】⑴AC

⑵B

⑶书

【详解】(1)AB.构成单摆的摆线弹性小，长度比摆球的直径大得多，应该选择长约1m的细线，故A

正确，B错误；

CD.为了减小空气阻力的影响，摆球应选择质量大体积小，即选择密度大的均匀铁球，故C正确，D

错误。

故选AC。

(2)A.实验中应测出摆线长与摆球的直径，将摆线与摆球半径之和作为单摆的摆长，故A错误；

B.实验中当摆角小于5。时，摆球的运动才近似是简谐运动，可知，实验中，需要把单摆从平衡位置拉

开一个很小的角度释放，才能够使之在竖直平面内做简谐运动，故B正确；

C.为了减小周期测量的误差，实验中，应使用停表测量单摆完成30~50次全振动所用时间来间接求出

单摆的周期，故D错误。

故B。

(3)根据单摆周期公式有

解得

4兀

S

10.(23-24高一下•四川成都•期末)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中

(1)该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为cm；同学用秒表记录的时间如图所示，则秒表的

示数为s；

5'

V

(2)该同学又想出另一个办法测重力加速度，他测出多组摆线长L与周期T的数据，根据实验数据，作

出了的关系图像，如图所示，根据图中数据，重力加速度为向$2(取/=9.86,结果

保留三位有效数字)

⑶如果该同学测得的g值偏大，可能的原因是

A.测摆线长时摆线拉得过紧

B.开始计时时，秒表按下稍晚

C.实验中将51次全振动误记为50次

D.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了

【答案】⑴1.07096.8

(2)9.86

(3)AB

【详解】(1)口］该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为

d=10mni+14x0.05min=10.70mm=1.070的

⑵秒表的示数为

t=lmin+36.8s=96.8s

(2)根据单摆周期公式

可得

g

所以，斜率为

,4兀24

k=----=

g0.99-(-0.01)

解得

g=9.86m/s

（3）AD.根据单摆周期公式

T=2TT

可得

g="g值偏大的原因可能是测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量值偏大，故A正确，D错误；

BC.设测量时间为f,全振动次数为〃，则有

g="胃Lg值偏大的原因可能是开始计时时，秒表过迟按表或多记录了全振动次数，故B正确，C

错误。

故选ABo

11.（2024•江西吉安•模拟预测）要测当地的重力加速度，实验小组的同学们找来一块外形不规则的小金属

块，用长为/的细线悬挂于。点。

7///7////Z.

A

（1）王同学实验时，让小金属块拉开一个小的角度，由静止释放，用手机的秒表功能测出金属块做简谐

运动的周期7。改变摆线的长，多次实验，测得多组/、T,用/作为摆长L作乙一〃图像，作出的图

像应是图乙中的（选填"A”或“8”）图像，由图像得到当地的重力加速度大小为g=（用图

中所标物理量的值表示）。

（2）李同学用同样的装置做实验，测出悬点到金属块最低点的距离作为摆长3改变摆线的长多次实验,

同样测出多组L、T,在图乙乙一〃坐标系中作出另一个图像，比较两个图像可知，金属块最高点和最

低点间的距离为4=（用图中所标物理量的值表示）。

【答案】⑴B-电&

a2

Q）…

【详解】（1）[1]设金属块的重心到金属块最上端的高度为总则

L+r

T=2TIx

g

解得

L=4

由此可知图像应是B；

⑵则

g二一旬

4砂a2

解得

4兀%

9----------

（2）设金属块的重心到金属块最下端的高度为2,则

解得

心=冬7»

4砂2

图像为A,则

马=伉

则金属块最高点和最低点间的距离为

d=r2=bx-b2

12.（2024•浙江.一模）在“用单摆测量重力加速度”实验中，根据测量数据进行规范描点和作图，得到"-/

的图像，如图所示。

（1）图线不过原点的原因可能为

A./为摆线长B./为摆长

C./为摆线长与摆球直径之和

⑵数据处理时,（选填“能”或“不能”）利用图线的斜率来计算重力加速度。

【答案】（DA

⑵能

【详解】（1）根据单摆的周期公式

7

可得

T2=—l

g

A.设摆球的直径为。，若/为摆线长，则公式变为

*尤（/+马=/但

g2g2g

不过原点，纵截距为

,4。万2

b=----

2g

满足题意，A正确;

B.若/为摆长，则公式变为

T2=—l

仍然过原点，不满足题意，B错误;

C.若/为摆线长与摆球直径之和，则公式变为

g2g2g

不过原点，纵截距为

,4。万2

b=-----

2g

不满足题意，C错误。

故选Ao

(2)由题意可知，图像的斜率为

4/

k=--

g

可得重力加速度为

4/

g;

所以在处理数据时，能利用图线的斜率来计算重力加速度。

13.(23-24高一下•广西南宁•期末)某同学用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒定律。图中。点是小球抛

出点在水平地面上的垂直投影点。

入射小球

A.斜槽轨道必须光滑且末端必须水平

B.入射小球的质量在必须大于被碰小球的质量7W2且两者半径相等

C.同一组实验中，入射小球每次必须从同一位置由静止释放

(2)M、P、N为三个落点的平均位置，若实验中测得0M=15.50cm,OP=28.50cm,ON=45.00cm,若碰

撞过程动量守恒，则mj与小2之比为;

(3)为了减少实验误差，本实验需要找尸、M、N各点的平均位置，请你写出找平均位置的方

法：。

【答案】⑴BC

⑵竺

13

(3)见解析

【详解】(1)AC.只要从同一高度释放，两次摩擦力做的负功相同，小球到达轨道末端速度相同，所

以轨道不需要光滑，但轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，故A错误，C正确；

B.为了避免入射小球反弹，要保证入射球质量m/大于被碰球质量加2,且两者半径相等，发生对心碰

撞，故B正确。

故选BC。

(2)若两小球碰撞过程动量守恒，则

仍%=叫w+m2v2

小球均从相同高度平抛，则

OP

%=7

OM

「丁

ON

所以

内•OP=叫-OM+%ON

代入数据可得

叫_45

m213

(3)为了减少实验误差，需要确定P、M,N各点的平均落点位置，方法为用圆规画尽量小的圆把所

有小球落点圈在里面，该圆的圆心即为小球落点的平均位置。

14.(23-24高一下•河北•期末)某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上,

轨道末端水平，右侧端点在水平木板上的投影为。，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球。

从斜槽轨道上。处由静止释放，a从轨道右端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出。落点的平均位

置产与。点的距离号，将与。半径相等的小球6置于轨道右侧端点，再将a从。处由静止释放，两球

碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出。、6落点的平均位置M、N与。点的距离与、赤。已测

得a的质量是b的质量的k(k>1)倍。

(1)斜槽是否光滑对实验结果—(填“有”或“无”)影响。

(2)实验中，用小球落点与。点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是—。

(3)若在实验误差范围内满足关系式(用号、X”、号和上表示)，则验证了两小球在碰撞中满足动

量守恒定律。

【答案】⑴无

(2)小球离开斜槽末端后做平抛运动，下落的高度相同，下落时间相同，水平方向做匀速直线运动，因

此小球水平飞出时的速度与其平抛运动的水平位移成正比

(3)kxP=kxM+xN

【详解】(1)斜槽是否光滑对实验结果无影响，只要小球到达底端时速度相同即可。

(2)小球离开斜槽末端后做平抛运动，下落的高度相同，则下落时间相同，水平方向做匀速直线运动,

因此小球水平飞出时的速度与其平抛运动的水平位移成正比，则可以用小球落点与。点的距离来代替

小球水平飞出时的速度。

(3)要验证的关系式

mav0=maVl+mbv2

两边乘以f可得

mavot=mavxt+mbv2t

即

maxp=maxM+mbxN

因

ma=kmb

可得

15.（23-24高一下.吉林.期末）如图甲，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦

力，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车A前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器纸带，接通打

点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，

继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz,得到的纸带如图乙所示，己将各计数点之间的距

离标在图上。

小车里劈］打点计时器

长.板芝白।I'I1二纸带

小木块

甲

/ABCDE）

・・・・・・二［・・・・

F11i.00i1742i13.75个~1L40~1cm,•1

乙

⑴图中的数据有48、BC、CD、OE四段，根据图中的数据计算小车A碰撞前的速度大小为____m/s；

计算两车碰撞后的速度大小为m/s。

⑵若小车A的质量为0.4kg,小车B的质量为0.2kg,根据纸带数据，碰撞前两小车的总动量是

kg-m/s；碰后两小车的总动量是kg.m/s。（结果均保留四位有效数字）

【答案】⑴1.7121.140

（2）0.68480.6840

【详解】（1）口］［2］由纸带可知，在BC段和。£段点迹分布均匀，说明小车做匀速运动；因BC段平均

速度较大，则计算小车A碰撞前的速度大小应选BC段，计算小车A碰撞后的速度大小应选。E段，

由纸带数据可知，碰前小车的速度为

V.=m^.xl0-2m/s=1.712m/s

T0.1

碰后小车的速度为

%=xl0-2m/s=l.l40m/s

2T0.1

故填1.712,1.140o

（2）［1］碰前两小车的总动量为

6=znAVj=0.6848kg-m/s

故填0.6848；

［2］碰后两小车的总动量为

P2=CmA+in^)v2=0.6840kg•m/s

故填0.6840。

16.(23-24高二下.湖南.期末)某实验小组利用如图甲所示的装置验证碰撞过程中的动量守恒。

___________、一

■7777777777777777^77777777777777;777777777777~

OMPN

乙

(1)利用托盘天平测出半径相等的甲、乙两小球的质量分别为叫、叫，测得㈣，则应选(填

“甲”或Z”)小球作为入射小球。

(2)安装好实验仪器后，将铅垂线在白纸上的投影点记为。点。不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽

上同一位置由静止释放，重复10次，然后确定10次实验中小球落点的平均位置P。把被撞小球放在斜

槽末端，每次让入射小球从斜槽上的同一位置由静止释放，两球发生碰撞，重复实验10次。确定10

次实验入射小球和被撞小球落点的平均位置M、N。则确定小球落点的平均位置时需要用的实验器材

是O

(3)测量出三个落点的平均位置与。点的距离OM、OP、ON分别为A、%、%，若符合关系式(用

所测物理量的字母表示)，则验证了两小球碰撞前后的总动量守恒。

【答案】(1)甲

⑵圆规

(3)叫=叫再+m2X3

【详解】(1)为防止入射小球反弹，入射小球的质量应大于被撞小球的质量，则应选甲小球作为入射

小球。

(2)确定10次落点的平均位置时，应用圆规画一尽可能小的圆，将落点圈在圆内，圆心即为落点的

平均位置。

(3)两小球从斜槽末端飞出后做平抛运动，竖直方向有

h=2gr

可得两小球在空中的时间为

根据动量守恒定律可得

班匕=mV2+

1m2V3

即

x?X,X.

解得两小球碰撞只要满足

=,niXl+加，%

则可以认为两小球碰撞前后的总动量守恒。

17.（23-24高一下•辽宁沈阳•期末）甲、乙两同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。

（1）实验时，他们先接通气源，然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块，如图甲所示。将滑块向左弹出，

使滑块向左运动，调节P或Q,直至滑块通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间，则说明导轨

己水平。导轨调平后，将滑块A、B放置在图乙所示的位置，A、B均静止。给滑块A一瞬时冲量，滑

块A经过光电门1后与滑块B发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录滑块A上遮

光条的挡光时间为务、4，光电门2记录滑块B向左运动时遮光条的挡光时间为o实验中为确保碰撞

后滑块A被反弹，则机A、应满足的关系是ZZU（选填或“

（2）甲同学认为，若有关系式成立（用字母叫、机B、J、4、L表示），则两滑块碰撞过程总动量

守恒。

A

（3）乙同学认为，若有关系式;L=成立（用字母〃以、7加表示），则两滑块碰撞过程为完全弹性碰撞。

【答案】（1）＜

C11}1

（2）〃入-=恤］

VOh7’2

【详解】（1）实验中为确保碰撞后滑块A被反弹，则，加、73应满足的关系是

mA<mB

（2）根据光电门测速原理可知，A碰撞前后的速度大小分别为

dd

%一记V1"?

B碰撞后的速度大小为

d

岭一z

根据动量守恒定律有

以%=%（-匕）+%%

解得

1

机A1+1=mB-

Jo%.,2

（3）若两滑块碰撞过程为完全弹性碰撞，根据机械能守恒定律有

।%说=g%（—匕）2+g叫片

结合上述动量守恒定律解得

,12〃7A

t2—mA

18.（23-24高一下•辽宁本溪.期末）某同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。

（1）实验时，先接通气源，然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块，如图甲所示。将滑块向左弹出，使

滑块向左运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，则应调高（选填“P”

或"Q”），直至滑块通过光电门1的时间与通过光电门2的时间相等。

电

x光电门1光电门2光电门1

tV滑块

z遮光条

H

自

T

p

（2）将滑块A、B放置在图乙所示的位置，A、B均静止。给滑块A一瞬间冲量，使滑块A运动并与静

止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为力，与光电门2

相连的计时器先、后显示两次遮光时间分别为介和人若已知滑块A、B的质量分别为加1、优（含遮

光条），遮光条宽度均为d（很窄）。滑块A刚开始运动时受到的冲量大小为,滑块A、B碰撞

过程中满足表达式，则说明A和B碰撞过程中动量守恒。（用题中已知和测量的物理量表示）。

（3）若两滑块发生的是弹性碰撞，则下列等式成立的