《高二物理优化训练（2019人教版选修第一册）》1.4验证动量守恒定律（解析版）

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一、单选题
1.在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球 a的质量为 m1 ， 被碰球 b的质量为 m2 ， 各小球的落地点
如图所示，关于这个实验，下列说法正确的是（33 ）
A. 入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球
B. 每次都要使入射小球从斜槽，上不同的位置滚下
C. 要验证的表达式是 m1·ON=m1·OM+m2·OP
D. 要验证的表达式是 m1·OP=m1·OM+m2·ON
【答案】 D
【解析】A．为了让两个小球发生对心碰撞，两球的直径应相等，为了防止碰撞后入射球反弹，入射球的
质量应大于被碰球的质量，A不符合题意；
B．为保证球每次碰撞前速度相等，每次应使入射小球从斜槽上同一位置由静止滚下，B不符合题意；
CD．没有放被碰球时，入射小球掉落在 P位置，有被碰球时，入射球 a落在 M点，被碰球 b落在 N点，
它们抛出点高度相同，它们在空中运动的时间相等，如果碰撞过程动量守恒，则
m1v0=m1v1+m2v2
两边同时乘以时间，可得
m1v0t=m1v1t+m2v2t
即要验证的表达式 m1·OP=m1·OM+m2·ON
C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
2.在用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验时，入射小球 a的质量为 m1 ， 被碰小球 b的质量为
m2 ， 小球的半径为 r，各小球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是（33 ）
第一章 动量守恒定律
1.4 验证动量守恒定律
1
A. 入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相同的小球
B. 让入射球与被碰球连续 10 次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下
C. 要验证的表达式是
m1ON =m1OM +m2OP
D. 要验证的表达式是
m1OP=m1OM +m2ON
【答案】 D
【解析】A．入射球与被碰球最好采用半径大小相同、入射球的质量大于被碰球的质量，以防止入射球碰
后反弹，A不符合题意；
B．让入射球与被碰球连续 10 次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上相同的位置滚下，以保证每次碰撞的
初速度相同，B不符合题意；
CD．要验证的表达式是
m1v0=m1v1+m2v2
由于小球做平抛运动，下落的高度相同，时间相同，则水平位移与水平速度成正比，则表达式可写成
m1OP=m1OM +m2ON
，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
二、填空题
3.某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，其操作步骤如下：
A．将操作台调为水平，并在两侧挂上重垂线；
B．用天平测出滑块 A、B的质量 mA、mB；
C．用细线将滑块 A、B连接，滑块 A、B 紧靠在操作台边缘，使 A、B间的轻弹簧处于压缩状态；
D．剪断细线，滑块 A、B均做平抛运动，记录 A、B滑块的落地点 M、N；
E．用刻度尺测出 M、N距操作台边缘的水平距离 x1、x2；
2
F．用刻度尺测出操作台面距地面的高度 h。
① 上述步骤中，多余的步骤是________；
② 如果系统动量守恒，须满足的关系是________。
【答案】 F；
mAx1=mBx2
【解析】①②在该实验中，需要验证的方程
由于两物体作平抛运动的高度相同，可知两球作平抛运动的时间相同，又因为
vA=x1
tvB=x2
t
代入，故只需要验证
mAx1=mBx2
在上述步骤中，不需要用刻度尺测出操作台面距地面的高度 h，故多余的步骤是 F。
4.如图甲所示，在探究碰撞中的不变量实验时，长木板光滑且处于水平，小车 A的前端粘有橡皮泥，用手
推动一下小车 A，放手后小车 A做匀速运动，然后与原来諍止在前方的小车 B相碰并粘合在一起，之后继
续匀速运动，在小车 A后连着纸带，打点计时器电源周期为 0.02s。
① 若获得纸带如图乙所示，a为运动的起始点，从 a点开始，每 5个点取一个计数点，其中 a、b、c、d、e
都为计数点，并测得相邻计数点间距（已标在图上），则应选________段来计算A的碰前速度，应选____
____段来计算A和B碰后的共同速度（填 ab、bc、cd 或de）。
② 已测得小车 A（含橡皮泥）的质量 mA=0.30kg，小车 B（含撞针）的质量为 mB=0.20kg，由以上测量结果
可得碰前系统总动量为________kg·m/s，碰后系统总动量为________kg·m/s。（结果均保留三位有效数
字）
【答案】 bc；de；1.04；1.03
【解析】①推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间
内通过的位移相同，Bc 段为匀速运动的阶段，故答案为：bc 计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动
的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选 de 段
来计算碰后共同的速度；② A碰前的速度
v1=bc
t=34.50×10−2
0.02 ×5
m/s=3.45m/s
3
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