专题07 验证动量守恒定律
1．(2016·湖南十三校联考)气垫导轨上有A、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接(如图甲所示)，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它们运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz，由图可知：
(1)A、B离开弹簧后，应该做________运动，已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是________________________________。 (2)若不计此失误，分开后，A的动量大小为________ kg·m/s，B的动量的大小为________ kg·m/s。本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是______________________________________。
【参考答案】（1）匀速直线；滑块应该有加速过程，然后再匀速运动； （2）0.018；0.018；A、B的动量始终大小相等方向相反．
2. (2016·徐州模拟)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、D的气垫导轨和滑块A、B探究碰撞中的不变量，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：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB； b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
c．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； d．用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离L1；
e．按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞挡
板C、D时计时结束，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及其符号是_____________________________。
(2)作用前A、B两滑块质量与速度乘积之和为________；作用后A、B两滑块质量与速度乘积之和为________。
(3)作用前、后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，产生误差的原因有___________________________________________________(至少答出两点)。
(3)产生误差的原因：
①L1、L2、t1、t2、mA、mB的数据测量误差； ②没有考虑弹簧推动滑块的加速过程；
③滑块并不是做标准的匀速直线运动，滑块与导轨间有少许摩擦力；
④气垫导轨不完全水平。
L1L2
[答案] (1)B的右端至挡板D的距离L2 (2)0 mA－mB (3)见解析
t1t2
3．(2016·南宁模拟)在“验证动量守恒定律”的实验中，已有的实验器材有：斜槽轨道，大小相等质量不同的小钢球两个，重锤线一条，白纸，复写纸，圆规。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图所示。
试根据实验要求完成下列填空：
(1)实验前，轨道的调节应注意______________________________________。 (2)实验中重复多次让a球从斜槽上释放，应特别注意______________________。 (3)实验中还缺少的测量器材有__________________________________。 (4)实验中需测量的物理量是_____________________________________。 (5)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式________成立。
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(3)要验证mav0＝mav1＋mbvb，由于碰撞前后入射球和靶球从同一高度同时做平抛运动，根据h＝gt可得两
2球做平抛运动的时间相同，故可验证mav0t＝mav1t＋mbvbt，而v0t＝OP，v1t＝OM，v2t＝ON，故只需验证maOP＝maOM＋mbON，所以要测量a球的质量ma和b球的质量mb，故需要天平；要测量两物体平抛时水平方向的位移即线段OP、OM和ON的长度，故需要刻度尺。
(4)由(3)的解析可知实验中需测量的物理量是a球的质量ma和b球的质量mb，线段OP、OM和ON的长度。
(5)由(3)的解析可知若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式maOP＝maOM＋mbON。
答案：(1)槽的末端的切线是水平的 (2)让a球从同一高处静止释放滚下 (3)天平 刻度尺
(4)a球的质量ma和b球的质量mb，线段OP、OM和ON的长度 (5)maOP＝maOM＋mbON
5．某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，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，使滑块稳定地飘浮在导轨上，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向气垫导轨空腔内通入压缩空气；
③把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和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乙所示； 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(保留三位有效数字)。
(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是__________________________。
【参考答案】：(1)接通打点计时器的电源 放开滑块1
(2)0.620 0.618
(3)纸带与打点计时器的限位孔间有摩擦
6. 如题21-8图所示，已知A、B两物体的质量关系为mB=1.5mA，拍摄共进行了四次。第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后。A原来处于静止状态，设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10 cm至105 cm这段范围内运动（以滑块上的箭头位置为准），试根据闪光照片（闪光时间间隔为0.4s），分析得出：
(1)A滑块碰撞前的速度vA= ；B滑块碰撞前的速度vB= 。 A滑块碰撞前的速度vA’= ；B滑块碰撞前的速度vB’= 。 (2)根据闪光照片分析说明碰撞发生位置在刻度尺 cm刻度处。
（3）根据闪光照片分析得出两滑块碰撞前两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和
是 ；（以mA表示）两滑块碰撞前两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是 （以mA表示）。
高考物理最新模拟题精选训练力学实验专题验证动量守恒定律含解析
