微練25　實(shí)驗(yàn)8驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律-2026版大一輪高中物理（原卷版）

微練25實(shí)驗(yàn)8:驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1.(2024·新課標(biāo)卷)某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。將斜槽軌道固定在水平桌面上，軌道末段水平，右側(cè)端點(diǎn)在水平木板上的垂直投影為O，木板上疊放著白紙和復(fù)寫(xiě)紙。實(shí)驗(yàn)時(shí)先將小球a從斜槽軌道上Q處由靜止釋放，a從軌道右端水平飛出后落在木板上;重復(fù)多次，測(cè)出落點(diǎn)的平均位置P與O點(diǎn)的距離xP，將與a半徑相等的小球b置于軌道右側(cè)端點(diǎn)，再將小球a從Q處由靜止釋放，兩球碰撞后均落在木板上;重復(fù)多次，分別測(cè)出a、b兩球落點(diǎn)的平均位置M、N與O點(diǎn)的距離xM、xN。完成下列填空:(1)a、b兩球的質(zhì)量分別為ma、mb，實(shí)驗(yàn)中須滿(mǎn)足條件ma(填“>”或“<”)mb。

(2)如果測(cè)得的xP、xM、xN、ma和mb在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)滿(mǎn)足關(guān)系式，則驗(yàn)證了兩小球在碰撞中滿(mǎn)足動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)中，用小球落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離來(lái)代替小球水平飛出時(shí)的速度，依據(jù)是。

2.如圖利用沖擊擺裝置可測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能，扳動(dòng)彈簧槍的扳機(jī)釋放彈簧，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈丸的動(dòng)能，彈丸離開(kāi)槍口，擊中擺塊并陷入其中，打擊時(shí)間極短，擺塊推動(dòng)指針擺動(dòng)，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)測(cè)出彈丸的質(zhì)量m和擺塊的質(zhì)量M。(2)調(diào)節(jié)擺塊靜止時(shí)高度與槍口保持水平，測(cè)出懸點(diǎn)到擺塊中心的距離為l。(3)發(fā)射彈丸，擊中擺塊，彈丸與擺塊擺動(dòng)推動(dòng)指針到最高點(diǎn)，指針顯示擺角為θ。解決下列問(wèn)題(結(jié)果用題目所給物理量及測(cè)量數(shù)據(jù)的符號(hào)表示):①?gòu)椡钃糁袛[塊后兩者的速度為，擊中擺塊前彈丸速度為;

②若不計(jì)槍筒摩擦力，可測(cè)得彈簧槍內(nèi)彈簧發(fā)射彈丸前的彈性勢(shì)能為。3.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)受到冬奧會(huì)冰球比賽的啟發(fā)，利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。主要步驟如下:①粗糙程度均勻的長(zhǎng)木板固定在水平地面上，長(zhǎng)木板左端固定一擋板，擋板上安裝一輕彈簧。取兩個(gè)材質(zhì)相同、質(zhì)量不同的滑塊A、B，先在長(zhǎng)木板上放上滑塊A，向左推滑塊A將彈簧壓縮到P點(diǎn)，然后由靜止釋放。標(biāo)記出滑塊A停止運(yùn)動(dòng)的位置，在滑塊運(yùn)動(dòng)路徑上的適當(dāng)位置標(biāo)記一定點(diǎn)O，測(cè)出滑塊A停止位置距O點(diǎn)的距離。重復(fù)多次，每次都把彈簧壓縮到P點(diǎn)釋放，測(cè)量并計(jì)算出滑塊A停止位置距O點(diǎn)的距離的平均值x，如圖甲所示;②將滑塊B置于長(zhǎng)木板上的O點(diǎn)，讓滑塊A仍從P點(diǎn)由靜止釋放，與滑塊B發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短，且滑塊A反向彈回(未與彈簧相碰)。測(cè)出滑塊A靜止時(shí)與O點(diǎn)的距離和滑塊B靜止時(shí)與O點(diǎn)的距離，重復(fù)多次，分別測(cè)量并計(jì)算滑塊A、B停止位置距O點(diǎn)距離的平均值x1、x2，如圖乙所示。(1)為探究碰撞中動(dòng)量是否守恒，還需要測(cè)量、。(填所需測(cè)量的物理量及其表示字母)

(2)若碰撞中動(dòng)量守恒，則表達(dá)式可表示為;若再滿(mǎn)足表達(dá)式，則碰撞過(guò)程為彈性碰撞。(用測(cè)量的字母表示)

(3)關(guān)于本次實(shí)驗(yàn)，若墊起木板一端使木板傾斜放置，則(填“能”或“不能”)驗(yàn)證碰撞過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。

4.某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。斜槽軌道被豎直固定在水平桌面上，其末端Q伸出桌面外且切線(xiàn)水平;擋板b豎直固定，點(diǎn)O是Q點(diǎn)的水平投影點(diǎn);小鋼球1和玻璃球2的大小相等且均可視為質(zhì)點(diǎn);圖中的P、M、N是小球與擋板的撞擊點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量出小鋼球的直徑如圖乙所示，可知小鋼球的直徑d=cm。

(2)第一次在不放玻璃球2時(shí)，將小鋼球1從斜槽上E點(diǎn)由靜止釋放，它撞擊在擋板b上;第二次將玻璃球2放在斜槽末端Q處，小鋼球仍從E點(diǎn)由靜止釋放，它們均撞擊在擋板b上。則第一次小鋼球1撞擊在擋板b上的(填“P”“M”或“N”)點(diǎn)。

(3)(多選)要完成該實(shí)驗(yàn)，必須測(cè)量的物理量有(填選項(xiàng)字母)。

A.小鋼球1和玻璃球2的質(zhì)量m1、m2B.小鋼球1或玻璃球2的直徑dC.E、Q之間的豎直高度hD.Q、O之間的水平距離xE.OP、OM、ON的長(zhǎng)度HP、HM、HN(4)在誤差允許范圍內(nèi)，關(guān)系式成立，說(shuō)明兩球在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒。(用所測(cè)的物理量表示且為最簡(jiǎn)形式)5.如圖所示，一圓弧形軌道與水平軌道OP平滑連接，滑塊A和滑塊B使用相同材料制成，質(zhì)量分別為m1、m2，用上述裝置探究動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)步驟如下:①不放滑塊B，讓滑塊A從圓弧軌道上S點(diǎn)由靜止滑下，記錄滑塊A的停止點(diǎn);②把滑塊B靜置于水平軌道始端O點(diǎn)，讓滑塊A仍從S點(diǎn)由靜止滑下，分別記錄滑塊A和滑塊B的停止點(diǎn);③測(cè)量三個(gè)停止點(diǎn)到O點(diǎn)間的距離分別為2.70cm、4.80cm、7.50cm。(1)步驟②中滑塊