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题型：实验探究题题类：难易度：普通

吉林省长春市2024-2025学年高三上学期质量监测(一)物理试卷

某实验小组利用如图（a）所示的实验装置验证动量守恒定律。

（1）、安装实验器材，检查气垫导轨是否水平：取走滑块B，打开充气泵，向左轻推滑块A，发现其通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的遮光时间，可调节（选填“①”、“②”、“③”、“④”）使气垫导轨的左端适当（填“升高”或“降低”），直至A通过两光电门的遮光时间相等。

（2）、两遮光片的宽度均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度如图（b）所示， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。将滑块B静置于两光电门中间，向左轻推滑块A，测得A通过光电门1的遮光时间为 $\text{[math]}$ ，则碰前A的速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。A与B相碰后A反向弹回，再次经过光电门1的遮光时间为 $\text{[math]}$ ， B经过光电门2的遮光时间为 $\text{[math]}$ 。

（3）、滑块A、B的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，在误差允许范围内，若满足关系式（用字母 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示），则A、B组成的系统动量守恒。

举一反三

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验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图1所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50HZ，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．

用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片的来验证动量守恒定律，实验步骤如下：

①用天平测出A、B两个小球的质量m_A和m_B；

②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；

③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置（如图乙所示）；

④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置（如图丙所示）；

⑤测出所需要的物理量．

请回答：

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（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．

某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量，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C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C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是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P^，为未放被碰小球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N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OP^，，米尺的零点与O点对齐。

某小组同学为了验证动量守恒定律，在实验室找到了如图所示的实验装置．测得大小相同的a、b小球的质量分别为m_a、m_b ，实验得到M、P、N三个落点。图中P点为单独释放a球的平均落点。

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