选点迹分布均匀且点距较小的DE段计算A和B碰后的速度．
(2)由题图可知，碰前A的速度和碰后A、B的共同速度分别为： 10.50×10－2vA＝ m/s＝1.05 m/s，
0.02×56.95×10－2
v′A＝v′B＝ m/s＝0.695 m/s.
0.02×5
故碰撞前：mAvA＋mBvB＝0.40×1.05 kg·m/s＋0.20×0 kg·m/s＝0.420 kg·m/s. 碰撞后：mAv′A＋mBv′B＝(mA＋mB)v′A＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s. (3)数据处理表明，mAvA＋mBvB≈mAv′A＋mBv′B，即在实验误差允许的范围内，A、B碰撞前后物理量mv之和是不变的．
[答案] (1)BC DE (2)0.420 0.417 (3)mv之和
利用图甲所示的装置验证动量守恒定律．在图甲中，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的质量m1＝0.3 kg，滑块B的质量m2＝0.1 kg，遮光片的宽度d用游标卡尺测量，如图丙所示；打点计时器所用的交流电的频率f＝50 Hz.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ΔtB＝2.86×103 s，碰撞后打出的纸带如图乙所示．
(1)遮光片的宽度d＝____________ cm.
(2)计算可知两滑块相互作用前系统的总动量为____________ kg·m/s，两滑块相互作用后系统的总动量为____________ kg·m/s.(计算结果保留2位小数)
－
(3)若实验相对误差绝对值δ＝?
?碰撞前后总动量之差?×100%≤5%即可认为系统动量守
?
?碰撞前总动量?
恒，则本实验________(选填“能”或“不能”)验证动量守恒定律．
(4)两滑块作用前后总动量不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________. 解析：(1)根据游标卡尺读数规则，遮光片的宽度d＝8 mm＋6×0.05 mm＝8.30 mm＝0.830 cm.
0.04
(2)根据打出的纸带可得碰撞前滑块A的速度大小v0＝ m/s＝2 m/s，作用前系统的
0.02动量p＝m1v0＝0.3×2 kg·m/s＝0.60 kg·m/s；两滑块相互作用后，滑块A的速度大小v1＝0.019 4
m/s＝0.97 m/s，动量p1＝m1v1＝0.3×0.97 kg·m/s≈0.29 kg·m/s，滑块B的速度大小0.02
d0.008 30v2＝＝ m/s≈2.90 m/s，动量p2＝m2v2＝0.1×2.90 kg·m/s＝0.29 kg·m/s，两滑块相
ΔtB0.002 86互作用后系统总动量p′＝p1＋p2＝0.29 kg·m/s＋0.29 kg·m/s＝0.58 kg·m/s.
(3)相对误差绝对值δ＝?验证动量守恒定律．
(4)两滑块相互作用前后总动量不完全相等的原因主要是：系统所受的合外力不为零或数据测量有误差等．
答案：(1)0.830 (2)0.60 0.58 (3)能 (4)系统所受的合外力不为零或数据测量有误差
创新实验[学生用书P129]
创新角度 实验装置图 创新解读 1.利用斜面上的平抛运动获实验原理 的创新 得两球碰后的速度． 2．利用对比性实验，体现了实验的多样性和创新性. 1.利用气垫导轨代替长木板，实验器材 的创新 利用光电门代替打点计时器，提高实验的精确度． 2．利用相对误差评价实验结?0.60－0.58?
则本实验在实验误差范围内能?×100%≈3.3%＜5%，
?0.60?
果. 1.利用铝质导轨研究完全非弹性碰撞． 2．利用闪光照相机记录立方体滑块碰撞前后的运动规律，从而确定滑块碰撞前后的速度. 1.用压缩弹簧的方式使两滑块获得速度，可使两滑块的合动量为零． 实验过程 的创新 L2．利用v＝的方式获得滑块t弹离时的速度． 3．根据能量守恒定律测定弹簧的弹性势能. 【典题例析】
某同学利用电火花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，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把电火花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的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 完善实验步骤⑥的内容．
(2)已知打点计时器每隔0.02 s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3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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. [解析] (1)⑥使用打点计时器时，应先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1.
(2)放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：
0.2
碰撞前滑块1的动量为：p1＝m1v1＝0.310× kg·m/s＝0.620 kg·m/s，滑块2的动量为
0.1零，所以碰撞前的总动量为0.620 kg·m/s；碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：0.168(m1＋m2)v2＝(0.310＋0.205)× kg·m/s＝0.618 kg·m/s.
0.14
(3)结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．
[答案] (1)⑥启动打点计时器(或接通打点计时器电源) 释放滑块1 (2)0.620 0.618 (3)纸带和限位孔之间的摩擦力使滑块的速度减小
(2020·广东汕尾模拟)
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的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)．
采用的实验步骤如下：
①用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB. ②调整气垫导轨，使导轨处于水平．
③在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．
④用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1.
⑤按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.
(1)实验中还应测量的物理量是___________________________________．
(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是__________________，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？若能，请写出表达式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________. 解析：(1)验证动量守恒，需要知道物体的运动速度，在已经知道运动时间的前提下，需要测量运动物体的位移，即需要测量的量是B的右端至D板的距离L2.
(2)由于运动前两物体是静止的，故总动量为零，运动后两物体是向相反方向运动的，L1L2
设向左运动为正，则有mAvA－mBvB＝0，即mA－mB＝0.造成误差的原因：一是测量本身
t1t2就存在误差，如测量质量、时间、距离等存在误差；二是空气阻力或者是导轨不是水平的等．
(3)根据能量守恒知，两运动物体获得的动能之和就是弹簧的弹性势能，所以能测出．故
2
L21?L12
有ΔEp＝?mAt2＋mBt2?.
212?
答案：(1)B的右端至D板的距离L2 L1L2
(2)mA－mB＝0 原因见解析 (3)见解析
t1t2
[学生用书P130]
1．某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，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球放在水平槽上靠近槽末端的地方，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．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点．
2021版高考物理（基础版）一轮复习学案：第六章 4 实验七 验证动量守恒定律 Word版含答案
