1、课时跟踪检测（三十七） 验证动量守恒定律1如图，把两个大小相同、质量不等的金属球a、b用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于水平桌面上，两球到桌边距离相等。烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，可以验证两球相互作用过程中动量是否守恒。(1)本实验必须测量的物理量是_。A桌面到水平地面高度HB小球a、b的质量ma、mbC小球a、b的半径rD小球a、b离开桌面后空中飞行的时间tE记录纸上O1点到a球落地点A的距离O1A，O2点到b球落地点B的距离O2B(2)用测得的物理量验证动量守恒的关系式是_。(3)事实证明，空气阻力对球的运动影响可以忽略，但本实验中多次测量均发现质量大的球的动量略
2、小于质量小的球的动量，造成这一结果的原因是_。解析：(1)以向右为正方向，由动量守恒定律得：mbvbmava0，小球离开桌面后做平抛运动，由于球的半径相等、抛出点高度相同，球在空中做平抛运动的时间t相等，则：mbvbtmavat0，即：mbma0，实验需要验证的表达式为：mamb，实验需要测量两小球的质量与小球做平抛运动的水平位移，故选B、E；(2)由(1)可知，实验需要验证的表达式为：mamb；(3)小球与弹簧脱离后在桌面上运动过程受到摩擦力fmg的作用，小球质量m越大，小球受到的阻力越大，桌面对质量大的球的冲量大，小球离开桌面时，质量大的球的动量小于质量小的球的动量，所以造成这一结果的原因
3、是摩擦力对质量大的球的冲量大。答案：(1)BE(2)mamb(3)摩擦力对质量大的球的冲量大2某学习小组设计了如下碰撞实验，探究其中的能量损耗问题，实验装置如图所示。实验准备了质量分别为0.20 kg、0.20 kg、0.40 kg的滑块A、B、C，滑块A右侧带有自动锁扣，左侧与穿过打点计时器(图中未画出)的纸带相连，滑块B、C左侧均带有自动锁扣，打点计时器的电源频率f50 Hz。调整好实验装置后，在水平气垫导轨上放置A、B两个滑块，启动打点计时器，使滑块A以某一速度与静止的滑块B相碰并粘合在一起运动，纸带记录的数据如图乙所示；用滑块C替代滑块B，重复上述实验过程，纸带数据如图丙所示。根据纸带
4、记录的数据，滑块A与B碰撞过程系统损失的动能为_J，滑块A与C碰撞过程系统损失的动能为_J。(计算结果均保留2位有效数字)根据实验结果可知，被碰物体质量增大，系统损失的动能_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：计时器打点周期T0.02 s，由纸带可得出A与B碰撞前的速度为v03.00 m/s，碰撞后的速度为v1.49 m/s，则可计算出碰前系统总动能E0.2032 J0.9 J，碰后系统的总动能E(0.200.20)1.492 J0.45 J，可得碰撞过程中系统损失的动能为EEE0.45 J，同理可计算出，A与C碰撞过程中损失的动能为0.60 J；由计算结果可知，系统损失的动能增大。答案：
5、0.450.60 增大3.某同学用如图所示装置验证动量守恒：长木板水平固定，弹簧左端固定在挡板上，右端自由伸长到O点，滑块A右侧粘有橡皮泥，置于长木板上，左侧恰好位于O点。操作如下：推动A压缩弹簧至某一位置，然后无初速释放，测得停下时A、O间距离x1；再次推动A压缩弹簧至同一位置，另取一相同滑块B放于O点，无初速释放A，A与B碰后粘在一起运动，测得停下时A、O的距离x2。请回答下列问题：(1)x1_x2(选填“大于”“小于”或“等于”)；(2)实验中还需要测量的物理量及符号是_，若等式_(用所测物理量符号表示)成立，则碰撞过程动量守恒。解析：(1)由于碰撞后整体的速度小，故碰后停下时的距离要小
6、，故x1大于x2；(2)根据动量守恒定律可知，实验中需要测量滑块A、B的质量，以及A的速度和AB共同的速度，速度可以根据速度和位移的关系求解，故只需要再测量滑块A质量M，滑块B质量m即可；由于可以认为两物体和地面的动摩擦因数相等，根据ag可知，加速度相同，则有：v22ax，解得：v1；碰后AB共同的速度v；根据动量守恒定律有：Mv1(Mm)v将速度代入，化简可得：M(Mm)。答案：(1)大于(2)滑块A质量M，滑块B质量mM(Mm)4(2020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。
7、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
8、次测量得到的一组数据为：d1.000 cm，m11.50102 kg，m20.400 kg，t13.900102s，t21.270102 s，t121.50 s，取g9.80 m/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)。解析：(1)当气垫导轨水平时，滑块在导轨上做匀速运动，所以滑块上的遮光片通过两个光电门的遮光时间相等。(5)根据冲量的定义可得Im1gt12；根据动量改变量的定义可得pm2m2m2。(6)代入数据得Im1gt121.501029.801.50 Ns0.221 Ns；pm20.4001.000102kgm/s0.212 kgm/s。(7)根据定义可得100%4%。答案：(1)大约相等(5)m1gt12m2(6)0.2210.212(7)4
