《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题39 验证动量守恒定律（原卷版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题 39 验证动量守恒定律
导练目标 导练内容
目标 1教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理
目标 2新高考的改进创新实验
【知识导学与典例导练】
一、教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理
【例 1】如图 1所示，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。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球 多次从斜轨上 S位
置由静止释放，找到其落地点的平均位置 P，测量平抛水平射程 OP。然后把被碰小球 静置于水平轨道
的末端，再将入射小球 从斜轨上 S位置由静止释放，与小球 相撞，多次重复实验，找到两小球落地
的平均位置 M、N。
（1）图 2是小球 的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_______cm。
（2）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是____________。
A．可选用半径不同的两小球
B．选用两球的质量应满足
C．小球 每次必须从斜轨同一位置释放
D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间
（3）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为 、 ，三个落点的平均位置与 O点的距离分别为
OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式____________，即验证了碰撞前后两小球组成的系
统动量守恒。（用测量的物理量表示）
（4）验证动量守恒的实验也可以在如图 3所示的水平气垫导轨上完成。实验时让两滑块分别从导轨的左右
两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得
滑块 A的总质量为 、滑块 B的总质量为 ，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间
如下表所示。
左侧光电门 右侧光电门
碰前
碰后 、无
在实验误差允许范围内，若满足关系式____________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。
（用测量的物理量表示）
（5）关于实验，也可以根据牛顿运动定律及加速度的定义，从理论上论证碰撞前后两滑块的动量变化量
与 的关系为_____________（提示： 与 均为矢量）。
二、新高考的改进创新实验
1.打点计时器和光电门同测法
【例 2】利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律.在图（a）中，气垫导轨上有 A、B两个滑块，滑块 A右
侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块 B左侧也带有一弹簧片，上面固定
一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块 A质量
，滑块 B的质量 ，遮光片的宽度 ；打点计时器所用的交流电的频率为
，将光电门固定在滑块 B的右侧，启动打点计时器，给滑块 A一向右的初速度，使它与 B相碰；
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