- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

山东省济南市2024-2025学年高二上学期期末学情诊断物理试题

某实验小组用如图所示的装置验证碰撞前后动量守恒。光滑的圆弧形轨道固定在粗糙水平面上，下端与水平面相切。实验时，测出A、B两滑块的质量m_A、m_B ，先让A多次从圆弧形轨道上同一位置由静止释放，记下其在水平面上滑行距离的平均值 $\text{[math]}$ ，然后把B静置于轨道下端与水平面相切的位置，并将A从轨道上同一位置由静止释放，与B发生正碰。重复多次实验并进行验证。

（1）、关于实验中滑块的要求，下列说法正确的是（　　）

A、两个滑块的材质可以不同，且不必测量滑块与水平面间的动摩擦因数 B、两个滑块的材质必须相同，且必须测量滑块与水平面间的动摩擦因数 C、两个滑块的材质必须相同，且不必测量滑块与水平面间的动摩擦因数

（2）、为确保实验中A不反向运动，则应满足m_Am_B；（填“大于”、“小于”或“等于”）；

（3）、写出实验中还需要测量的物理量及符号：。

（4）、若碰撞前后动量守恒，写出要验证的表达式：。

举一反三

研究两个小球在轨道水平部分碰撞的规律（动量守恒定律）：先安装好如图1实验装置，在地上铺一张白纸．白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O．之后的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．

小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示，悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续摆动，小球B做平抛运动。

用如图所示装置探究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为d，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为Δt₁ ，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为Δt₂.左侧滑块质量为m₁ ，左侧滑块的速度大小{#blank#}1{#/blank#}.右侧滑块质量为m₂ ，右侧滑块的质量和速度大小的乘积{#blank#}2{#/blank#}。若规定向左为正，弹开后两滑块质量与速度的乘积的矢量和表达式为 {#blank#}3{#/blank#}(用题中物理量表示)

在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验装置如图所示

（1）实验中两个小球的质量大小关系是 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#} $\text{[math]}$ （选填“大于”或“等于”）。

（2）在不放小球 $\text{[math]}$ 时，小球 $\text{[math]}$ 从斜槽某处由静止开始滚下， $\text{[math]}$ 的落点在图中的{#blank#}2{#/blank#}点，把小球 $\text{[math]}$ 放在斜槽末端边缘处，小球 $\text{[math]}$ 从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球 $\text{[math]}$ 的落点在图中的{#blank#}3{#/blank#}点。

（3）关于本实验，下列说法正确的是{#blank#}4{#/blank#}（填字母代号）；

A．斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平

B．小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放

C．必须测量出斜槽末端到水平地面的高度

D．实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间

（4）用刻度尺测量M、P、N距O点的距离依次为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，通过验证等式{#blank#}5{#/blank#}是否成立，从而验证动量守恒定律（填字母代号）。