第04講實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（原卷版）-高二物理講義（人教2019選擇性必修一）

第04講實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1．理解本實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒的方法；2．掌握實(shí)驗(yàn)裝置中的幾個(gè)要點(diǎn)及實(shí)際操作；3．明確實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的數(shù)據(jù)并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和歸納進(jìn)而得到結(jié)論。1．實(shí)驗(yàn)原理是以平拋的位移替代碰撞前后的速度進(jìn)而計(jì)算碰撞前后瞬間的動(dòng)量；2．小球的選擇、裝置的調(diào)節(jié)、落點(diǎn)的確定；3．從測(cè)量數(shù)據(jù)中分析出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；4．能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)驗(yàn)證一維碰撞中的動(dòng)量守恒．(2)探究一維彈性碰撞的特點(diǎn)．2．實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中，測(cè)出物體的質(zhì)量m和碰撞前、后物體的速度v、v′，找出碰撞前的動(dòng)量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動(dòng)量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前、后動(dòng)量是否守恒．【即學(xué)即練1】在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)必須要求的條件是()A．斜槽軌道必須是光滑的B．斜槽軌道末端的切線是水平的C．入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下D．碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行知識(shí)點(diǎn)02方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)器材：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊(兩個(gè))、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥．2．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出滑塊質(zhì)量．3．安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌．4．實(shí)驗(yàn)：接通電源，利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測(cè)出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質(zhì)量；②改變滑塊的初速度大小和方向)．5．驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．【即學(xué)即練2】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)．氣墊導(dǎo)軌裝置如圖所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，導(dǎo)軌空腔內(nèi)不斷通入的壓縮空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差．(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑥先________，然后________，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖所示；⑧測(cè)得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g.試完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容．(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字．計(jì)算碰撞前m1v1＋m2v2＝________kg·m/s；碰撞后m1v1′＋m2v2′＝________kg·m/s.計(jì)算碰撞前m1veq\o\al(2,1)＋m2veq\o\al(2,2)＝________kg·m2/s2；碰撞后m1v′eq\o\al(2,1)＋m2v′eq\o\al(2,2)＝________kg·m2/s2.計(jì)算碰撞前eq\f(v1,m1)＋eq\f(v2,m2)＝________m/(s·kg)；碰撞后eq\f(v1′,m1)＋eq\f(v2′,m2)＝________m/(s·kg)．(3)通過(guò)以上計(jì)算可知，碰撞中的不變量應(yīng)是____________________________________________.(4)試說(shuō)明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_________________________________________.知識(shí)點(diǎn)03方案二：利用等長(zhǎng)懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)器材：帶細(xì)線的擺球(兩套)、鐵架臺(tái)、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等．2．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2.3．安裝：把兩個(gè)等大小球用等長(zhǎng)懸線懸掛起來(lái)．4．實(shí)驗(yàn)：一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下后它們相碰．5．測(cè)速度：可以測(cè)量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對(duì)應(yīng)小球的速度，測(cè)量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對(duì)應(yīng)小球的速度．6．改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．7．驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．【即學(xué)即練3】(多選)在“研究動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)”時(shí)，用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是()A．懸掛兩球的細(xì)繩長(zhǎng)度要適當(dāng)，且等長(zhǎng)B．由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計(jì)算小球碰前的速度C．兩小球必須都是剛性球，且質(zhì)量相同D．兩小球碰后可以合在一起共同運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)04方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)器材：光滑長(zhǎng)木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(兩個(gè))、天平、撞針、橡皮泥．2．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小車的質(zhì)量．3．安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑長(zhǎng)木板的一端，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥．4．實(shí)驗(yàn)：接通電源，讓小車A運(yùn)動(dòng)，小車B靜止，兩車碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運(yùn)動(dòng)．5．測(cè)速度：通過(guò)紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離及時(shí)間由v＝eq\f(Δx,Δt)算出速度．6．改變條件：改變碰撞條件、重復(fù)實(shí)驗(yàn)．7．驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．【即學(xué)即練4】用如圖甲所示的裝置探究碰撞中的動(dòng)量守恒，小車P的前端、小車Q的后端均粘有橡皮泥，小車P的后端連接通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，在長(zhǎng)木板右端墊放木塊以平衡摩擦力，推一下小車P，使之運(yùn)動(dòng)，與靜止的小車Q相碰粘在一起，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．(1)實(shí)驗(yàn)獲得的一條紙帶如圖乙所示，根據(jù)點(diǎn)跡的不同特征把紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行了區(qū)域劃分，用刻度尺測(cè)得B、C、D、E各點(diǎn)到起點(diǎn)A的距離．根據(jù)碰撞前后小車的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)選紙帶上________段來(lái)計(jì)算小車P的碰撞前速度．(2)測(cè)得小車P(含橡皮泥)的質(zhì)量為m1，小車Q(含橡皮泥)的質(zhì)量為m2，如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式________，則說(shuō)明小車P、Q組成的系統(tǒng)碰撞前后動(dòng)量守恒．(3)如果在測(cè)量小車P的質(zhì)量時(shí)，忘記粘橡皮泥，則所測(cè)系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量與系統(tǒng)碰撞后總動(dòng)量相比，將________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)．思路點(diǎn)撥：實(shí)驗(yàn)中利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶的目的是測(cè)量小車的速度，所以根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡分布規(guī)律可以判斷碰撞發(fā)生在何處，從而計(jì)算出小車碰撞前、后的速度，這是處理紙帶問(wèn)題的關(guān)鍵．知識(shí)點(diǎn)05方案四：利用等大小球做平拋運(yùn)動(dòng)完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)器材：碰撞實(shí)驗(yàn)器、小鋼球、與小鋼球同樣大的另一球、白紙、復(fù)寫(xiě)紙、天平、卡尺、刻度尺．2．在桌邊固定斜槽，使它的末端切線水平，并在它的末端掛上重錘線。在桌邊的地板上鋪上記錄紙來(lái)記錄小球的落地點(diǎn)，在紙上記下重錘線所指位置O點(diǎn)。3．用天平測(cè)出入射球質(zhì)量m1和被碰球質(zhì)量m2。4．用游標(biāo)卡尺測(cè)出兩球直徑d(兩球直徑應(yīng)相等)，在紙上標(biāo)出O′點(diǎn)，OO′=d。5．不放被碰球m2，讓m1從斜槽頂點(diǎn)A自由滾下，重復(fù)若干次記下落地點(diǎn)平均位置P。6．把被碰球m2放在斜槽末端支柱上(如圖)，使兩球處于同一高度，讓m1從A點(diǎn)自由滾下與m2相碰，重復(fù)若干次，分別記下m1、m2落地點(diǎn)的平均位置M、N。7．用刻度尺分別測(cè)出OP，OM，O′N，驗(yàn)證：是否成立?！炯磳W(xué)即練5】某同學(xué)用如圖所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次，得到了如圖所示的三個(gè)落地點(diǎn)．(1)請(qǐng)你敘述用什么方法找出落地點(diǎn)的平均位置？___________________________________________________________________________.并在圖中讀出OP＝________．(2)已知mA∶mB＝2∶1，碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，則由圖可以判斷出R是________球的落地點(diǎn)，P是________球的落地點(diǎn)．(3)用題中的字母寫(xiě)出動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式___________________________________________.知識(shí)點(diǎn)06注意事項(xiàng)與誤差分析1．注意事項(xiàng)(1)前提條件：碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”．(2)方案提醒：①若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)，注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平．②若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直．將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)．③若利用長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在長(zhǎng)木板下墊一小木片用以平衡摩擦力．(3)探究結(jié)論：尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變．2．實(shí)驗(yàn)中的誤差分析(1)系統(tǒng)誤差：主要來(lái)源于裝置本身是否符合要求，即：①碰撞是否為一維碰撞；②實(shí)驗(yàn)是否滿足動(dòng)量守恒的條件，如氣墊導(dǎo)軌是否水平，兩球是否等大，長(zhǎng)木板實(shí)驗(yàn)是否平衡了摩擦力．(2)偶然誤差：主要來(lái)源于質(zhì)量m和速度v的測(cè)量．改進(jìn)措施：①設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)保證碰撞為一維碰撞，且盡量滿足動(dòng)量守恒的條件．②采取多次測(cè)量求平均值的方法減小偶然誤差．【即學(xué)即練6】(20202021學(xué)年屯溪第一中學(xué)高二(下)期中)某同學(xué)用圖甲所示的裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球(mA＞mB)的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次．圖甲中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊．(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_(kāi)_______cm；(2)在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？答：________.(填選項(xiàng)字母)A．水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離B．A球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C．測(cè)量A球或B球的直徑D．測(cè)量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)E．測(cè)量O點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度(3)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)入射小球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)影響的說(shuō)法中正確的是()A．釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B．釋放點(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差越小，兩球速度的測(cè)量越準(zhǔn)確C．釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動(dòng)量之差越小，誤差越小D．釋放點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱螅壍缹?duì)被碰小球的阻力越小能力拓展能力拓展考法01實(shí)驗(yàn)器材的考察【典例1】(20202021學(xué)年山東省高密一中高二(下)檢測(cè))氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)能夠通過(guò)噴出的氣體使滑塊懸浮從而基本消除掉摩擦力的影響，因此成為重要的實(shí)驗(yàn)器材，氣墊導(dǎo)軌和光電門(mén)、數(shù)字毫秒計(jì)配合使用能完成許多實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：(名稱、圖像、編號(hào)如圖所示)利用以上實(shí)驗(yàn)器材還可以完成“探究一維碰撞中的守恒量”的實(shí)驗(yàn)。為完成此實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)原理設(shè)定為：m1v0＝(m1＋m2)v(1)針對(duì)此原理，我們應(yīng)選擇的器材編號(hào)為：____。(2)在我們所選的器材中：____器材對(duì)應(yīng)原理中的m1(填寫(xiě)器材編號(hào))?？挤?2實(shí)驗(yàn)步驟和過(guò)程的考察【典例2】(20202021學(xué)年沙市中學(xué)高二(上)期末)(多選)國(guó)慶同學(xué)在做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖甲所示，已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點(diǎn)。回答以下問(wèn)題：(1)為了完成本實(shí)驗(yàn)，下列必須具備的實(shí)驗(yàn)條件或操作步驟是___________；A．斜槽軌道末端的切線必須水平B．入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等C．必須測(cè)出桌面離地的高度HD．斜槽軌道必須光滑(2)為了完成本實(shí)驗(yàn)，測(cè)得入射小球質(zhì)量m1，被碰小球質(zhì)量m2，O點(diǎn)到M、P、N三點(diǎn)的距離分別為x1、x2、x3，若兩球間的碰撞是彈性碰撞，應(yīng)該有___________等式成立。A．B．C．D．考法03實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理【典例3】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究動(dòng)量守恒定理”的實(shí)驗(yàn)，在小車A的前端粘有橡皮泥，設(shè)法使小車A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止的小車B相碰并黏在一起繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示．在小車A的后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz.(1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．則應(yīng)選圖中__________段來(lái)計(jì)算A碰前的速度，應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A和B碰后的速度．(2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量mA＝0.40kg，小車B的質(zhì)量mB＝0.20kg，則由以上結(jié)果可得碰前mAvA＋mBvB＝______kg·m/s，碰后mAvA′＋mBvB′＝______kg·m/s.(3)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果來(lái)看，A、B碰撞的過(guò)程中，可能哪個(gè)物理量是不變的？題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．某同學(xué)用如圖所示裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，讓質(zhì)量為m1的小球從斜槽某處由靜止開(kāi)始滾下，與靜止在斜槽末端質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞．(1)實(shí)驗(yàn)中必須要求的條件是________．A．斜槽必須是光滑的B．斜槽末端的切線必須水平C．m1與m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度D．m1每次必須從同一高度處滾下(2)實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量的物理量是________．A．小球的質(zhì)量m1和m2B．小球起始高度hC．小球半徑R1和R2D．小球起飛的時(shí)間tE．桌面離地面的高度HF．小球飛出的水平距離s2．(20202021學(xué)年荊州中學(xué)高二(上)期末)如圖，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。(1)實(shí)驗(yàn)中直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是可以通過(guò)僅測(cè)量___________(填選項(xiàng)前的序號(hào))，間接地解決這個(gè)問(wèn)題A小球開(kāi)始釋放高度B．小球拋出點(diǎn)距地面的高度C．小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程(2)經(jīng)測(cè)定，小球落地點(diǎn)的平均位置距Ｏ點(diǎn)的距離如圖所示。有同學(xué)認(rèn)為在上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì)，其它條件不變，可以使被撞小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大。請(qǐng)你用題中給出的數(shù)據(jù)，分析和計(jì)算出被撞小球m2平拋運(yùn)動(dòng)射程O(píng)N的最大值為_(kāi)__________cm(結(jié)果保留四位有效數(shù)字)3．(20202021學(xué)年屯溪第一中學(xué)高二(下)期中)如圖所示為某同學(xué)應(yīng)用氣墊導(dǎo)軌“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)裝置．(1)實(shí)驗(yàn)操作如下：a．用天平分別測(cè)出滑塊1、滑塊2的質(zhì)量m1、m2；用游標(biāo)卡尺測(cè)出兩遮光片的寬度d1、d2；b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；c．在滑塊1和滑塊2間放入一個(gè)鎖定的壓縮彈簧，用細(xì)繩固定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上；d．剪斷細(xì)繩，讀取滑塊1、滑塊2與彈簧分離后通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間分別為t1和t2；e．利用上述測(cè)量數(shù)據(jù)，若得出關(guān)系式___________成立，即可得出碰撞中守恒的量是動(dòng)量的矢量和．(2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)方案，下列說(shuō)法正確的是_____．A．遮光片應(yīng)選擇較窄的B．兩滑塊的質(zhì)量應(yīng)該相同C．若兩遮光片的寬度相同則不需要測(cè)出其寬度(3)本實(shí)驗(yàn)需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，調(diào)節(jié)方案是_______________________；(4)若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，重復(fù)進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果總是滑塊1的動(dòng)量大于滑塊2的動(dòng)量，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是導(dǎo)軌左側(cè)_____(選填“高于”或“低于”)導(dǎo)軌右側(cè)；(5)某同學(xué)利用上述數(shù)據(jù)還測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大小EP，則彈性勢(shì)能EP=_____．題組B能力提升練1．(20202021學(xué)年長(zhǎng)治二中高二(下)期末)某同學(xué)用如圖甲所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)尋找不變量，圖中CQ是斜槽，QR為水平槽，二者平滑相接，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面上的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作10次。圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，P為未放被碰球B時(shí)A球的平均落點(diǎn)，M為與B球碰后A球的平均落點(diǎn)，N為被碰球B的平均落點(diǎn)。若B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊。(1)入射球A的質(zhì)量mA和被碰球B的質(zhì)量mB的關(guān)系是mA_______mB(選填“>”“<”或“＝”)(2)碰撞后B球的水平射程L0約為_(kāi)_______cm(3)下列選項(xiàng)中，屬于本次實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的的物理量是________(填選項(xiàng)前的字母)A.水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球平均落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離L1B.A球與B球碰撞后，測(cè)量A球平均落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離L2C.測(cè)量A球或B球的直徑DD.測(cè)量A球和B球的質(zhì)量mA、mBE.測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度H(4)若mv為不變量，則需驗(yàn)證的關(guān)系式為_(kāi)______________。(用題中給出的字母表示)2．(20202021學(xué)年莆田市第一中學(xué)高二(下)期中)如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以探究碰撞中的不變量。實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓質(zhì)量為m1的入射小球從斜槽軌道上某一固定位置S由靜止開(kāi)始滾下，從軌道末端O點(diǎn)水平拋出，落到與軌道O點(diǎn)連接的傾角為θ的斜面上。再把質(zhì)量為m2被碰小球放在斜槽軌道末端，讓入射小球仍從位置S由靜止?jié)L下，與被碰小球碰撞后，分別與斜面第一次碰撞留下各自的落點(diǎn)痕跡。M、P、N為三個(gè)落點(diǎn)的位置。(不考慮小球在斜面上的多次碰撞)(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過(guò)僅測(cè)量______，間接地解決這個(gè)問(wèn)題。A．小球開(kāi)始釋放高度hB．斜面的傾角θC．O點(diǎn)與各落點(diǎn)的距離(2)以下提供的測(cè)量工具中，本實(shí)驗(yàn)必須使用的是_______。A．刻度尺B．天平C．量角器D．秒表(3)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_______________。A．斜槽軌道必須光滑，且入射小球每次釋放的初位置相同B．斜槽軌道末端必須水平C．為保證入射球碰后沿原方向運(yùn)動(dòng)，應(yīng)滿足入射球的質(zhì)量m1等于被碰球的質(zhì)量m2(4)①在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式_______，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后總動(dòng)量守恒。A．B．C．D．②若碰撞是彈性碰撞，以上物理量還滿足的表達(dá)式為_(kāi)_____________3．某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架、光電門(mén)等組成．(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③接通數(shù)字計(jì)時(shí)器；④把滑塊2靜止放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑤滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑥釋放滑塊1，滑塊1通過(guò)光電門(mén)1后與左側(cè)帶有固定彈簧(未畫(huà)出)的滑塊2碰撞，碰后滑塊2和滑塊1依次通過(guò)光電門(mén)2，兩滑塊通過(guò)光電門(mén)2后依次被制動(dòng)；⑦讀出滑塊通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間分別為：滑塊1通過(guò)光電門(mén)1的擋光時(shí)間Δt1＝10.01ms，通過(guò)光電門(mén)2的擋光時(shí)間Δt2＝49.99ms，滑塊2通過(guò)光電門(mén)2的擋光時(shí)間Δt3＝8.35ms；⑧測(cè)出擋光板的寬度d＝5mm，測(cè)得滑塊1的質(zhì)量為m1＝300g，滑塊2(包括彈簧)的質(zhì)量為m2＝200g.(2)數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①實(shí)驗(yàn)中氣墊導(dǎo)軌的作用是：A．__________________________；B．_________________________；②碰撞前滑塊1的速度v1為_(kāi)_________m/s；碰撞后滑塊1的速度v2為_(kāi)_________m/s；碰撞后滑塊2的速度v3為_(kāi)_________m/s；(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)；③碰撞前系統(tǒng)的總動(dòng)量為m1v1＝________；碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量為m1v2＋m2v3＝________；由此可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論：____________。題組C培優(yōu)拔尖練1．(20202021學(xué)年銅仁市思南中學(xué)高二(下)期中)某學(xué)習(xí)小組為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，設(shè)計(jì)了如下方案：如圖所示，斜面與水平桌面平滑連接，先將質(zhì)量為M的滑塊A從斜面上某位置由靜止釋放，測(cè)量出滑塊在水平桌面滑行的距離；接著將質(zhì)量為m、相同材料的小滑塊B放在斜面底端的水平軌道上，再讓A從斜面上同一位置由靜止釋放，A與B碰撞后，測(cè)量出各自沿桌面滑行的距離、.實(shí)驗(yàn)中M>m，重力加速度為g．(1)若滿足關(guān)系式____________________，則驗(yàn)證了A和B的碰撞動(dòng)量守恒(用題目中給出的物理量表示).(2)若滿足關(guān)系式___________________，則驗(yàn)證了A和B的碰撞是彈性碰擅(用題目中給出的物理量表示)．(3)若桌面稍有傾斜，本實(shí)驗(yàn)_________(填正確選項(xiàng))．A.無(wú)法驗(yàn)證動(dòng)量守恒B.仍可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒C.滿足動(dòng)量守恒的關(guān)系式將改變2．(20202021學(xué)年廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二(下)期中)(1)下圖所示游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是d=___________mm。(2)如下圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系：實(shí)驗(yàn)中使用半徑相同的彈性小球1和2，已知兩小球的質(zhì)量分別是m1、m2。先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫(xiě)紙，記下重垂線所指的位置O。接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡