某同学用图Ⅰ所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10...

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

2016-2017学年吉林省长春十一中高二下学期期中物理试卷

某同学用图Ⅰ所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10次；然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，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，小球半径忽略不计，回答下列问题：

（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）、在实验中结合图1，验证动量守恒的验证式是下列选项中的

A、m_a $\text{[math]}$ =m_a $\text{[math]}$ +m_b $\text{[math]}$ B、m_a $\text{[math]}$ =m_a $\text{[math]}$ +m_b $\text{[math]}$ C、m_a $\text{[math]}$ =m_a $\text{[math]}$ +m_b $\text{[math]}$ ．

举一反三

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（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：

①用天平测出两个小球的质量分别为m₁和m₂ ，且m₁＞m₂ ．

②按照如图所示的那样，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平．将一斜面BC连接在斜槽末端．

③先不放小球m₂ ，让小球m₁从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．

④将小球m₂放在斜槽前端边缘处，让小球m₁从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m₁和小球m₂在斜面上的落点位置．

⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为L_D、L_E、L_F ．

根据该同学的实验，回答下列问题：

用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验：

①先测出可视为质点的两滑块A、B的质量分别为m、M及滑块与桌面间的动摩擦因数μ；

②用细线将滑块A、B连接，使A、B间的轻弹簧处于压缩状态，滑块B恰好紧靠桌边；

③剪断细线，测出滑块B做平拋运动的水平位移x₁ ，滑块A沿水平桌面滑行距离为x₂（未滑出桌面）；

④为验证动量守恒定律，写出还需测量的物理量及表示它们的字母{#blank#}1{#/blank#}；如果动量守恒，需要满足的关系式为{#blank#}2{#/blank#}．

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：

a．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B ．

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C板的距离L₁ ．

e．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 ．

如图所示，为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个滑块的碰撞是否为弹性碰撞。某同学选取了两个体积相同、质量不同、与水平面的动摩擦因数相同的滑块A、B，按下述步骤做实验：

①用天平测出两个滑块的质量分别为m_A ， m_B；

②将图示装置固定在水平面上，使圆弧形轨道末端切线水平；

③先不放滑块B，让滑块A多次从圆弧轨道上某一位置由静止释放，记下。其在水平面上滑行距离的平均值x₀；

④将滑块B静止置于轨道下端水平部分，仍将滑块A从轨道上同一位置由静止释放，与滑块B碰撞，重复多次。

某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：

(ⅰ)将斜槽固定在水平桌面上，调整末端切线水平；

(ⅱ)将白纸固定在水平地面上，白纸上面放上复写纸；

(ⅲ)用重锤线确定斜槽末端在水平地面上的投影点O；

(ⅳ)让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录小球的落地点，重复多次，确定落点的中心位置Q；

(ⅴ)将小球B放在斜槽末端，让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录两小球的落地点，重复多次，确定A、B两小球落点的中心位置P、R；

(ⅵ)用刻度尺测量P、Q、R距O点的距离x₁、x₂、x₃；

(ⅶ)用天平测量小球A、B质量m₁、m₂；

(ⅷ)分析数据，验证等式m₁x₂=m₁x₁+m₂x₃是否成立，从而验证动量守恒定律。

请回答下列问题

某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中 $\text{[math]}$ 是斜槽， $\text{[math]}$ 为水平槽，二者平滑相接，调节实验装置，使小球放在 $\text{[math]}$ 上时恰能保持静止，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置 $\text{[math]}$ 由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置 $\text{[math]}$ 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。

图甲中 $\text{[math]}$ 是水平槽末端 $\text{[math]}$ 在记录纸上的垂直投影点， $\text{[math]}$ 为未放被碰球B时A球的平均落点， $\text{[math]}$ 为与B球碰后A球的平均落点， $\text{[math]}$ 为被碰球B的平均落点。若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于 $\text{[math]}$ ，米尺的零点与 $\text{[math]}$ 点对齐。