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题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

新疆乌鲁木齐七十中2017-2018学年高二上学期物理期末考试试卷

如图甲，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

（1）、实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过测量_____（选填选项前的符号），间接地解决这个问题．

A、小球开始释放高度h B、小球抛出点距地面的高度H C、小球做平抛运动的射程

（2）、图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m₁多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．

然后，把被碰小球m₂静置于轨道的水平部分，再将入射球m₁从斜轨上S位置静止释放，与小球m₂相碰，并多次重复．

接下来要完成的必要步骤是_____．（填选项前的符号）

A、用天平测量两个小球的质量m₁、m₂ B、测量小球m₁开始释放高度h C、测量抛出点距地面的高度H D、分别找到m₁、m₂相碰后平均落地点的位置M、N E、测量平抛射程OM，ON

（3）、若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为（用（2）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为（用（2）中测量的量表示）．

（4）、经测定，m₁=45.0g，m₂=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示．碰撞前、后m₁的动量分别为p₁与p₁′，则p₁：p₁′=：11；若碰撞结束时m₂的动量为p₂′，则p₁′：p₂′=11：．

实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值 $\text{[math]}$ 为．

举一反三

某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验．先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．

气垫导轨是常用的种实验仪器，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的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律和机械能守恒定律，已知A的质量 $\text{[math]}$ ，B的质量 $\text{[math]}$ ，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：

a.松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰到C、D挡板时计时器结束计时，分别记下A、B到达C、D的运动时间 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。

b.在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置，设此时弹簧的弹性势能为Ep。

c.给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平。

d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离 $\text{[math]}$ ，B的右端至D板的距离 $\text{[math]}$ 。

如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.

某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰，并粘合成一体继续做匀速直线运动，他设计的装置如图所示．在小车A后面连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板的一端下垫着小木片用以平衡摩擦力．

某同学用如图所示装置来探究碰撞中动量是否守恒，让质量为 $\text{[math]}$ 的入射小球 $\text{[math]}$ 从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为 $\text{[math]}$ 的被碰小球 $\text{[math]}$ 发生碰撞， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 是小球在水平面上落点的平均位置。

某实验小组利用如图所示的装置验证“碰撞过程中的动量守恒”和探究“碰撞过程中的动能是否守恒”。水平的气垫导轨上有两滑块A、B，滑块A上有宽度为d的遮光板；滑块B上固定一支架，支架上水平固定一内壁光滑左侧开口的细薄金属直管，金属管右侧用金属板封闭，管内靠近金属板处静置一金属小球。气垫导轨通气后利用右侧挡板上的弹射装置将滑块A向左弹出，测得滑块A第一次经过光电门的时间为t₁ ，后与静止的滑块B相碰，碰后滑块B和小球一起向左滑动滑块A向右运动。滑块A第二次通过光电门的时间为t₂ ，滑块B与左侧挡板刚接触时，立即被安装的锁止装置锁止，同时金属管中的小球沿管壁飞出落在水平地面上的O点(图中未画出)。用天平称量出滑块A(包括遮光板的总质量M₁、滑块B(包括支架、金属管)的总质量M₂、小球的质量m，重力加速度为g。请回答以下问题：

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