1、专题51实验：验证动量守恒定律12020全国卷某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等实验步骤如下：(1)开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间_时，可认为气垫导轨水平；(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2；(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间t1、t2及遮光片从A运动到B所用的时间
2、t12；(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I_，滑块动量改变量的大小p_；(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)(6)某次测量得到的一组数据为：d1.000cm，m11.50102kg，m20.400kg，t13.900102s，t21.270102s，t121.50s，取g9.80m/s2.计算可得I_Ns，p_kgms1；(结果均保留3位有效数字)(7)定义100%，本次实验_%(保留1位有效数字).2在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图所示，两个小球的质量分别为mA和mB.(1)现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需
3、的？请将这些器材前面的字母填在横线上_A秒表B刻度尺C天平D圆规(2)如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的是_ABCD3如图为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒实验的装置两个带有等宽遮光条的滑块A和B，质量分别为mA、mB，在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止，这是表明_，烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB，若有关系式_成立，则说明该实验中动量守恒4.用如图所示装置探究碰撞中的不变量，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A
4、球球心距离为L，使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直方向的夹角为，A球释放后摆到最低点时恰好与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直方向夹角为处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D，保持角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点(1)图中s应是B球初始位置到_的水平距离(2)实验中需要测量的物理量有_(3)实验中需要验证的关系式_52021保定摸底某同学用如图所示装置验证动量守恒定律在上方沿斜面向下推一下滑块A，滑块A匀速通过光电门甲，与静止在两光电门间的滑块B相碰，碰后滑块AB先后通过光电门乙，采集相关数据进行验证(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)(1)(多
5、选)下列所列物理量哪些是必须测量的_A滑块A的质量mA，滑块B的质量mBB遮光片的宽度d(滑块A与滑块B上的遮光片宽度相等)C.本地的重力加速度gD滑块AB与长木板间的摩擦因数E滑块A、B上遮光片通过光电门的时间(2)滑块A、B与斜面间的摩擦因数A、B，质量mA、mB，要完成本实验，它们需要满足的条件是_AABmAmBBABmAmBDABmAmB(3)实验时，要先调节斜面的倾角，应该如何调节？_.(4)若光电门甲的读数为t1，光电门乙先后的读数为t2、t3，用题目中给定的物理量符号写出动量守恒的表达式_6现利用如图所示装置验证动量守恒定律在图中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一撞针
6、，滑块B左侧有橡皮泥，上面均固定有遮光片，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的质量m1300.0g，滑块B的质量m2100.0g，两滑块的遮光片宽度均为d1.00cm.将两个光电门固定在合适位置，滑块A置于光电门1左侧某一合适位置，滑块B置于两光电门之间某一合适位置，给滑块A向右的初速度，通过光电门1后使它与B相碰并粘在一起通过光电门2.计时器显示滑块A、B的遮光片通过光电门1和2的时间分别为t130ms和t241ms.请完成下面的问题：(1)碰撞前，滑块A的动量为p1_kgm/s.(2)碰撞后，滑块A、B的动量为p2_kgm/s.(3)碰撞前后总动量之差为|
7、p|_kgm/s.(以上均保留三位小数)(4)若是本实验的误差指标，则_(保留两位小数)(5)0.05是本实验误差允许的范围，则本实验是否验证了动量守恒？回答_(填“是”或“否”).专题51实验：验证动量守恒定律1(1)大约相等(5)m1gt12m2(6)0.2210.212(7)4解析：(1)滑块在气垫导轨上运动时可认为阻力为零，当导轨水平放置时滑块匀速运动，遮光片通过两光电门的遮光时间大约相等(5)将砝码和砝码盘所受重力作为滑块所受拉力时，由冲量定义可知Im1gt12.滑块通过两光电门时的速度大小分别为vA、vB，故此过程中滑块动量改变量的大小为pm2vBm2vAm2.(6)将数据代入上述
8、表达式可得I0.221Ns、p0.212kgm/s.(7)由定义得100%4%.2(1)BCD(2)A解析：(1)该实验中需要测量小球的质量以及小球的水平位移，需要的测量仪器是天平、刻度尺，找出小球平均落点需要用到圆规；测速度时由v可知时间均相等不需用到秒表，BCD正确(2)两球碰撞后，均做平抛运动，由于小球抛出的高度相等，它们在空中的时间t相等，做平抛运动的初速度vA，vA，vB，由动量守恒定律知：mAvAmAvAmBvB，得mAmAmB，A正确3气垫导轨水平0解析：两滑块自由静止，滑块静止，处于平衡状态，所受合力为零，此时气垫导轨是水平的；设遮光条的宽度为d；两滑块的速度为：vA，vB，如
9、果动量守恒，满足：mAvAmBvB0，解得：0.4(1)落地点(2)L、H、s、mA、mB(3)mAmAmBs5(1)AE(2)C(3)滑块下滑通过两光电门所用时间相等(意思相近也给分)(4)6(1)0.100(2)0.098(3)0.002(4)0.02(5)是解析：(1)根据v1m/sm/s，故碰撞前的动量p1m1v10.100kgm/s；(2)碰撞后的速度v2m/s，碰撞后的动量p2(m1m2)v20.098kgm/s；(3)碰撞前后总动量之差为|p|0.1000.098|kgm/s0.002kgm/s；(4)0.02；(5)0.05是本实验误差允许的范围，而本实验误差为0.02，因此在误差允许的范围内，可以验证动量守恒