新高考物理一轮复习跟踪训练第33讲 验证动量守恒定律（解析版）.docVIP

验证动量守恒定律

（模拟精练+真题演练）

1．（2023·湖南衡阳·衡阳县第三中学校考模拟预测）如图，某同学用平抛运动演示仪验证碰撞中的动量守恒，实验的主要步骤如下：

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（1）将斜槽末端处的切线调成_______。

（2）将O点处的小球b移开，将小球a从P点由静止释放，记录下小球a在水平面上的落点位置。

（3）在O点处放上小球b，再将小球a从P点由静止释放，记录下两球落在水平面上的位置，在本次操作中，小球a的质量应_______（填“大于”“等于”或“小于”）小球b的质量。

（4）测出各落点位置与水平面上A点（OA与水平面垂直）间的距离分别为AB＝L1、AC＝L2、AD＝L3。

（5）用天平测出小球a、b的质量分别为m1、m2，若满足m1L2＝_______，则两小球碰撞时遵循动量守恒；若满足SKIPIF10_______（用m1、m2表示），则两小球碰撞为弹性碰撞。

【答案】水平大于SKIPIF10SKIPIF10

【详解】（1）[1]小球做平抛运动的初速度方向应该是沿水平方向，所以应将斜槽末端处的切线调成水平。

（3）[2]为防止小球a反弹，小球a的质量应大于小球b的质量。

（5）[3]由平抛运动规律得SKIPIF10，SKIPIF10，SKIPIF10由动量守恒定律得SKIPIF10联立解得SKIPIF10若两小球的碰撞为弹性碰撞，由机械能守恒得SKIPIF10

则SKIPIF10，SKIPIF10联立可得SKIPIF10SKIPIF10

2．（2023·云南·校联考一模）小赵同学用图所示的装置验证碰撞中的动量守恒。该同学使用频闪相机对碰撞前后小球运动情况进行拍摄。图中背景是放在竖直平面内的带方格的纸板，纸板平面与小球轨迹所在的平面平行，每个小方格的边长为SKIPIF10，取SKIPIF10，实验核心步骤如下：

（1）让小球SKIPIF10从挡板处静止释放，从斜槽末端水平抛出后频闪照片如图（b）中的A所示。

（2）把小球SKIPIF10静置于轨道末端，让小球SKIPIF10从挡板处静止释放，两球在斜槽末端碰撞，碰后两小球从斜槽末端水平抛出后频闪照片分别如图（b）中的B、C所示。

（3）由图结合已知数据可计算出频闪相机闪光的周期SKIPIF10__________s（结果保留2位有效数字）。

（4）由图结合已知数据可计算出碰懂前小球SKIPIF10的速度SKIPIF10__________SKIPIF10：碰撞后小球SKIPIF10的速度SKIPIF10__________SKIPIF10（结果保留2位有效数字）。

（5）若碰撞中动量守恒、则SKIPIF10________。

【答案】0.101.01.5SKIPIF10

【详解】（3）[1]小球在空中做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有SKIPIF10

解得频闪相机闪光的周期为SKIPIF10

（4））[2]小球在空中做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，由图可知碰懂前小球SKIPIF10的速度为

SKIPIF10

[3]碰撞后小球SKIPIF10的速度为SKIPIF10

（5）[4]碰撞后小球SKIPIF10的速度为SKIPIF10根据动量守恒可得SKIPIF10

可得SKIPIF10

3．（2023·河南许昌·禹州市高级中学校考模拟预测）为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：

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①用天平测出两个小球的质量（分别为m1和m2）。

②按照如图所示的那