2024-2025年高二物理人教版必修一同步课件与练习第1.4课 实验：验证动量守恒定律（解析版）.docx

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1.4课实验：验证动量守恒定律

解题要点梳理：

研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒:m1v1+m2·v2=m1·v1’+m2v2’

2.研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒：m1OP=m1OM+m2ON

基础巩固

1.（2023·全国·高三课时练习）某中学实验小组的同学在“验证动量守恒定律”时，利用了如图所示的实验装置进行探究，下列说法正确的是（）

A．要求斜槽一定是光滑的且斜槽的末端必须水平

B．入射球单独平抛与碰后平抛的释放点的高度可以不同

C．入射球和被碰球的直径必须相等

D．入射球的质量必须与被碰球的质量相等

【答案】C

【详解】A．题述实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，对斜槽是否光滑没有要求，但必须保证每次小球都要从斜槽的同一高度由静止开始下滑，且做平抛运动，因此轨道的末端必须水平，A错误；B．要保证碰撞前入射球的速度相同，入射球要从斜槽的同一高度由静止释放，B错误；C．为了保证两小球发生一维正碰撞，要求入射球和被碰球的直径必须相等，C正确；D．在做题述实验时，要求入射球的质量大于被碰球的质量，防止入射球碰后反弹或静止，D错误。故选C。

2.（2024·全国·高二专题练习）如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置，下列说法正确的是（?????）

A．悬挂两球的细绅长度要适当，且等长

B．两小球必须都是刚性球，且质量相同

C．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度

D．两小球碰后可以粘在一起共同运动

【答案】ACD

【详解】A．细绳长度适当，便于操作；两绳等长，以保证两球能对心碰撞，A正确；B．为保证实验结论的普适性，两球质地是任意的，质量也需考虑各种情况，但大小必须相同，以保证两球发生正碰，B错误；C．由静止释放小球，初动能为零，可由机械能守恒计算碰前小球的速度，方便简单，C正确；D．碰后两球分开或共同运动都是实验时可能出现的运动情况，D正确。故选ACD。

3．（2023·全国·高二课时练习）在用两个小球的碰撞来验证碰撞中的不变量时，不是产生误差的主要原因是（????????）

A．碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向

B．小球在空气中飞行时受到空气阻力

C．通过复写纸描得的各点，不是理想的点，有一定的大小，从而带来作图上的误差

D．测量长度时有误差

【答案】B

【详解】碰撞前后小球的速度方向不是绝对沿水平方向、落点的确定、长度的测量等都是造成误差的主要原因；而在本实验中，由于小球运动的速度不是很大，所以空气阻力虽然会对测量结果造成影响，但不是产生误差的主要原因,ACD错误，B正确。故选B。

4.（2024·全国·高二专题练习）在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，下列哪些因素可导致实验误差（???????）

A．导轨安放不水平 B．滑块上挡光板倾斜

C．两滑块质量不相等 D．两滑块碰后连在一起

【答案】AB

【详解】导轨不水平将导致滑块速度受重力分力影响，从而产生实验误差；挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段滑块通过的位移；实验中并不要求两滑块的质量相等；两滑块碰后连在一起只意味着碰撞过程能量损失最大，并不影响碰撞中的守恒量．A.导轨安放不水平，会导致实验误差，故A符合题意；B.滑块上挡光板倾斜，会导致实验误差，故B符合题意；C.两滑块质量不相等，不会导致实验误差，故C不符合题意；D.两滑块碰后连在一起，不会导致实验误差，故D不符合题意．

5.（2023·湖北·高三阶段练习）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：

（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度如图乙所示，则宽度d=___________mm。

（2）若滑块P经过光电门1、光电门2时，遮光条的挡光时间分别为△t1、Δt2，则两滑块碰后的总动量为___________，若碰撞过程系统的动量守恒，则关系式___________成立；该碰撞过程损失的机械能为___________（用测量的物理量符号表示）

【答案】????1.881????????????

【详解】（1）由题图乙可知螺旋测微器的读数为（2）由题意可知，碰前滑块P的速度为，碰后两滑块整体的速度为，则碰前系统的总动量为

碰后系统的总动量为，若碰撞过程系统的动量守恒，则有，即，该碰撞过程损失的机械能为。

6.（2024·陕西渭南·高一期末）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守