某同学用如图所示的装置&ldquo;验证动量守恒定律&rdquo;，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...

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

陕西省黄陵中学高新部2017-2018学年高一下学期物理期末考试试卷

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；

（1）、实验步骤a中，要求m_A>m_B ，其原因为。

（2）、实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平，其原因为。

（3）、如果A、B组成的系统水平动量守恒，须满足的关系是(用测量量表示)。

（4）、该实验还可以验证碰撞过程是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，只要再满足的关系式，即可说明两小球的碰擅为弹性碰撞(用测量量表示)。

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、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：

A．用天平测出两个小球的质量分别为m₁和m₂ ，且m₁＞m₂；

B．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；

C．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；

D．将小球m₂放在斜槽前端边缘上，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；

D．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，请你回答下列问题：

“验证动量守恒定律”的实验装置如图所示．让质量为m₁的A小球从斜面上某处自由滚下与静止在支柱上质量为m₂的B小球发生对心碰撞，则：

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．

某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验。先将小球1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；再把另一小球2放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止，让小球1仍从原固定点由静止开始滚下，且与小球2相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。A、B、C为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。实验中空气阻力的影响很小，可以忽略不计。

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的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，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t₁和t₂ ．

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．

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L₁ ， B的右端至D板的距离L₂ ．

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。则：

⑴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与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，纸带始终与导轨在水平方向上；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹簧片；

⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑥先接通打点计时器的电源，然后放开滑块1，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所示；

⑧测得滑块1的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g。

⑵由于打点计时器每隔0.02s打一个点，那么，两滑块相互作用以前滑块1的速度v＝{#blank#}1{#/blank#}m/s。系统的总动量为{#blank#}2{#/blank#}kg•m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为{#blank#}3{#/blank#}kg•m/s（结果保留三位有效数字）。

⑶试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是{#blank#}4{#/blank#}。

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