- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

吉林省白城市洮南第一中学2020-2021学年高二上学期物理期中考试试卷

为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作：

Ⅰ．将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；

Ⅱ．将木板向右平移适当的距离固定，再使小球a 从原固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹B；

Ⅲ．把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端，让小球a 仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两小球分别撞到木板并在白纸上留下痕迹A和C；

Ⅳ．用天平测出A，B两个小球的质量分别为m_a和m_b ，用刻度尺测量白纸上O点到A，B、C三点的距离分别为y₁、y₂和y₃ ．

根据上述实验，请回答下列问题：

（1）、小球a和b发生碰撞后，小球a在图中痕迹应是点．

（2）、小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果产生误差（选填“会”或“不会”）

（3）、用本实验中所测得的物理量来验证两小球碰撞过程中动量守恒，其表达式为：．

举一反三

如图所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图．

某同学设计了如图的实验装置验证动量守恒定律．具体设计步骤如下：

A．用天平称出A、B两个小球的质量m_A、m_B；

B．用细线将A、B连接，使A、B间的弹簧压缩（弹簧长度较小且不与小球拴接），放在桌面上的指定位置；

C．剪断细线，两个小球在桌面上滑行后由两侧飞出桌边并落在地面上，记录小球落地点；

D．测量相应物理量，记录数据并进行验证．

为了研究两个小球在水平方向碰撞前后的动量关系。某同学采用了如图所示的实验装置，该装置可以通过测量小球做平抛运动的水平射程，间接地测定小球碰撞前后的速度。

图中A、B是半径均为r的小钢球，O、O＇点分别是斜槽末端和可转动支柱在水平地面上的垂直投影，且OO＇间的距离等于A球的直径。实验时，使支柱处于倒下状态，先让A球多次从斜槽上同一位置静止释放，找到其平均落地点的位置P ，测量水平射程OP的长度x₀。然后，把支柱立起，将B球静置于支柱上，再将A球从斜槽上同一位置静止释放，与B球正碰（B球平抛出去的同时支柱倒下），并多次重复。分别找到A、B相碰后平均落地点的位置M、N。

某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其实验步骤如下：

a.用天平测出小球A、B的质量m_A、m_B ，且m_A>m_B；

b.先不放小球B ，把轻弹簧的一端固定在固定挡板上，用细线将小球A与挡板连接，使挡板和A间的弹簧处于压缩状态；剪断细线，小球A沿平台运动，离开弹簧后，A再沿平台运动，最后滑落台面，记录小球A的落地点P的位置；

c.放上小球B ，把轻弹簧的一端仍固定在固定挡板上，还用细线将小球A与挡板连接，使挡板和A间的弹簧处于相同的压缩状态；剪断细线，小球A沿平台运动，离开弹簧后，和小球B沿一条直线碰撞后都滑落台面，记录A、B滑块的落地点的N、M 位置；

d.用刻度尺测出三个落地点N、P、M距操作台边缘的水平距离x₁、x₂、x₃；

用如图甲所示装置验证“动量守恒定律”。A、B两球半径相同，A球质量为m₁ ， B球质量为m₂ ，轨道包括斜槽和水平槽，固定在桌面上，白纸铺在水平地面上，复写纸在白纸上。先让A球从斜槽上某一固定位置C由静止滚下，从轨道末端水平抛出，落到复写纸上，重复上述操作10次，在白纸上得到10个落点痕迹；再把B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平槽末端在白纸上的竖直投影点，如图乙所示。

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