《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（解析版）

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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）。

【答案】÷÷÷÷ 55.50BC##CB  

【详解】（1）[1]确定 m2落点平均位置的方法：用尽可能小的圆把小球落点圈在里面，圆心 P就是小球落

点的平均位置；依题意碰撞后 m2球的水平路程应取为 55.50cm。

（2）[2]A．为保证碰撞在同一条水平线上，所以两个小球的半径要相等，故A错误；

B．为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大，即，故B正确；

C．为保证小球每一次碰撞前的速度都相同，要求小球 m1每次必须从斜轨同一位置静止释放，故C正确；

D．小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需要测量时间，故D错误。故选BC。

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