2026年高考物理一輪專項練習(xí)（福建專用）實驗：驗證動量守恒定律（學(xué)生版+解析）

第25講實驗：驗證動量守恒定律

目錄

01課標達標練.....................................................................2

題型01實驗原理與操作.....................................................................2

題型02數(shù)據(jù)處理與誤差....................................................................3

題型03實驗原理改進......................................................................5

題型04實驗器材創(chuàng)新......................................................................6

02核心突破練.....................................................................8

03真題溯源練....................................................................12

01

1.（2025?福建漳州?模擬預(yù)測）為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同

學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實驗:

---------：-------

①用天平測出兩個小球的質(zhì)量（分別為q和機2）。

②按照如圖所示的那樣，安裝好實驗裝置。將斜槽4。固定在桌邊，將一斜面4c連接在斜槽末端。

③先不放小球"%,讓小球網(wǎng)從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球的落點位置。

④將小球叫放在斜槽末端邊緣處，讓小球仍從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小

球叫和叫在斜面上的落點位置。

⑤用亳米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離，圖中。、E.尸點是該同學(xué)記下的小球在斜面上

的幾個落點位置，到/點的距離分別為4、%。

⑴本實驗必須滿足的條件是（）（多選）

A.斜槽軌道必須是光滑的B.斜槽軌道末端必須是水平的

C.小球1每次必須從同一高度靜止秤放D.小球質(zhì)量㈣和叫需要叫小于外

⑵實驗中小球均落在斜面上，用測得的物理量來表示，只要滿足以下關(guān)系式中的哪一項則說明

碰撞中動量守恒。（將正確答案前面的選項填入適當(dāng)?shù)奈恢茫?/p>

A.

C./?|Z/￡=〃/]心

2.（2024?福建廈門?模擬練習(xí)）如圖所示，用“碰撞實驗器〃可以驗證動量守恒定律，即研究兩個半徑相同的

小球在坑道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。

入射小球

被碰小球

OMPN

圖13

（1）為完成此實驗，以下提供的測量工具中，本實驗必須使用的是。（選填選項前的字母）

A.刻度尺B.天平C.打點L時器D.秒表

（2）關(guān)于本實驗，下列說法中正確的是o（選填選項前的字母）

A.同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放

B.入射小球的質(zhì)量必須小于被碰小球的質(zhì)量

C.軌道傾斜部分必須光滑

D.軌道末端必須水平

（3）圖中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時先讓入射小球多次從斜軌上位置.S由靜止釋放，

通過白紙和兔寫紙找到其平均落地點的位置P，測出平拋射程0P。然后，把被碰小球靜置于軌道的水平部

分末端，仍將入射小球從斜軌上位置5由靜止釋放，與被碰小球相碰，并多次重復(fù)該操作，兩小球平均落

地點位置分別為M,N。實驗中還需要測量的有o（選填選項前的字母）

A.入射小球和被碰小球的質(zhì)量〃〃、/〃2B.入射小球開始的釋放高度〃

C.小球拋出點距地面的高度”D.兩球相碰后的平拋射程OA】、ON

散型IL02數(shù)據(jù)處理與誤差

3.（2024?福建廈門）某實驗小組在進行“驗證動量守恒定律〃的實驗，入射球與被碰球半徑相同、質(zhì)量不等,

且入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量。

c

（1）用游標卡尺測量直徑相同的入射球與被碰球的直徑，測量結(jié)果如圖甲所示，則直徑為cm.

（2）實驗裝置如圖乙所示，先不放8球，使A球從斜槽上某一固定點。由靜止?jié)L下，再把8球靜置于水平

槽前端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下。記錄紙上的。點是鉛垂線所指的位置，M、P、”分別為落點

的痕跡，未放8球時，4球落地點是記錄紙上的點。

（3）（4）釋放多次后，取各落點位置的平均值，測得各落點痕跡到。點的距離：13.10cm，

OP=21.90cm，麗=26.04cm。用天平稱得入射小球A的質(zhì)量〃〃=16.8g,被碰小球B的質(zhì)量，〃2=5.6g。若

將小球質(zhì)量與水平位移的乘積作為“動量”，請將下面的表格填寫完整：（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

碰前"總動量”碰后“總動量”

OP/mOM/mON/n

p/（kg*m）///（kg*m）

0.21900.13100.26043.68x107—

根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)，你認為能得到的結(jié)論是

4.（2023?福建芾田）某物理興趣小組研究兩個小球在軌道末端碰撞前后的動量關(guān)系，裝置如圖所示。安裝

好實驗裝置，記錄重錘線所指的位置O。經(jīng)測定兩個直徑相同的小球1、2質(zhì)量分別為班=20.4g、m2=6.5g,

實驗時，不放小球2,讓小球1從固定的斜槽上C點自由滾下，在水平面上得到一個落點位置；將小球2

放置在斜槽末端，讓小球1再次從斜槽上C點自由滾下，與小球2發(fā)生正碰，在水平面上乂得到兩個落點

位置，三個落點位置標記為M、尸、M用刻度尺測出/加、風(fēng)和/次。

（1）如果實驗操作正確，小球1碰后在水平面上的落點位置為（選填"M"、”片或”M）；

（2）要驗證碰撞前后動量守恒，需驗證關(guān)系式（用叫、叫、和K表示）；

（3）同學(xué)們做了多組測量，取x=/“-/加，y=l0N,橫縱坐標取相同標度，作出V-X圖像，該圖像接近

于圖。

03實驗原理改進

5.（2022?福建龍巖?模擬）某同學(xué)用如圖所示的裝置“驗證動量守恒定律"、并測量處于壓縮狀態(tài)下的彈簧的

彈性勢能。實驗前，用水平儀先將光滑操作臺的臺面調(diào)為水平。其實驗步驟為：

A.用天平測出滑塊4、8的質(zhì)量均、%;

B.用細線將滑塊A、4連接，使A、4間的彈簧處于壓縮狀態(tài)；

C.剪斷細線，滑塊A、3離開彈簧后。均沿光滑操作臺的臺面運動，最后都滑落臺面，記錄48滑塊的落

地點M、N：

D.用刻度尺測出M、N距操作臺邊緣的水平距離也、也；

E.用刻度尺測出操作臺面距地面的高度人

請根據(jù)實驗步驟完成下面填空：

（1）滑塊A、B都離開桌面后，在空中運動的時間4tR（選填”>〃、"<”或"=”）；

（2）如果滑塊4、B組成的系統(tǒng)水平動量守恒，須滿足的關(guān)系是（用測量的物理量表示）；

（3）剪斷細線前，彈簧處丁壓縮狀態(tài)下的彈性勢能是（用測量的物理量和重力加速度g表示）。

6.12023?福建?一模）如圖所示為某同學(xué)設(shè)計的一種探究動量守恒定律的實驗裝置圖。水平桌面固定-長導(dǎo)

軌，一端伸出桌面，另一端裝有豎直擋板，輕彈簧的一端固定在豎直擋板上，另?端被入射小球從自然長

度位置A點壓縮至B點，釋放小球，小球沿導(dǎo)軌從右端水平拋出，落在水平地面上的記錄紙上，重復(fù)10次,

確定小球的落點位置；再把被碰小球放在導(dǎo)軌的右邊緣處，重復(fù)上述實驗10次，在記錄紙上分別確定入射

小球和被碰小球的落點位置（從左到右分別記為P、。、R）.測得。（）R=Xi

入射小球被碰小球

BA\、'、、、、、

、、%、d、、、、、

\\\

、,重錘\\\

k

////z//zzz/zzzOzzzz////zz/P//zz^Qz////R////

（1）關(guān)于實驗的要點，下列說法正確的是—

A.入射小球的質(zhì)量可以小于被碰小球的質(zhì)量

B.入射小球的半徑必須大于被碰小球的半徑

C.重復(fù)實驗時，每次都必須將彈簧壓縮至8點

D.導(dǎo)軌末端必須保持水平

（2）若入射球的質(zhì)量為〃〃，被碰小球的質(zhì)量為，“2,則該實驗唐要驗證成立的表達式為_（用所給符號表

示）：

（3）除空氣阻力影響外，請再說出一條可能的實驗誤差來源。

觀型I04實驗器材創(chuàng)新

7.某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置來研究動量守恒定律，光電門1、2固定在氣墊導(dǎo)軌上，質(zhì)量分別為如

=0.4kg和〃?8=0.1kg的兩個滑塊（含遮光片）從光電門1、2的外側(cè)勻速相向運動，在兩個光目門之間某位

置發(fā)生碰撞并粘在一起繼續(xù)運動，運動到氣墊導(dǎo)軌一端時立刻被鎖定。

（1）兩滑塊上的遮光片寬度相同，用游標卡尺測量遮光片寬度的結(jié)果如圖乙所示，則遮光片的寬度為

mm；

（2）實驗中光電門2記錄了三次擋光時間均為。=0.045s,則碰撞前滑塊8的速度大小為m/s,碰

撞后滑塊整體的速度大小為m/s；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（3）實驗過程中，該同學(xué)忘了記錄滑塊A經(jīng)過光電門1的時間?若碰撞過程中兩滑塊的動量守恒，則滑塊

A通過光電門1的時間為s（結(jié)果保留3位小數(shù)）。

8.（2022?福建泉州?模擬練習(xí)）物理小組利用頻閃照相和氣墊導(dǎo)軌做“驗證動量守恒定律〃的試驗。步驟如下:

①用天平測出滑塊A、B的質(zhì)量分別為300g和200g

②安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)機的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；

③向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

④把A、B兩滑塊放到導(dǎo)軌上，并給他們?個初速度，同時開始閃光照相，閃光的時間間隔設(shè)定為（3/=0.2s。

照片如圖：該組同學(xué)結(jié)合實驗過程和圖象分析知：該圖象是閃光4次攝得的照片，在這4次閃光的瞬間，A、

B兩滑塊均在。?80cm刻度范圍內(nèi)；第一次閃光時，滑塊B恰好通過x=55cm處，滑塊A恰好通過.r=70cm

處；碰撞后有一個物體處于靜止狀態(tài)。請問：

（1）以上情況說明碰后（選填A(yù)或B）物體靜止。

（2）設(shè)向右為正方向，試分析碰撞前兩滑塊總動量之和是kg.m/s,碰撞后兩滑塊的總動量之和是一

kg?m/s,以上實驗結(jié)果說明在誤差允許范圍內(nèi)碰撞過程動量守恒（請考慮方向）。

■02

1.^（2022?福建泉州?二模）用如圖甲所示裝置驗證動量守恒定律，A、B兩球的質(zhì)量分別為小和

（i）安裝好實驗裝置，做好測量前的準備，并記下重錘線所指的位置。

（2）不放小球B,小球A從斜槽上擋板處由靜止釋放，并落在水平地面上。重復(fù)多次，落地點的平均位置

記為P,用刻度尺測量，如圖乙所示，刻度尺讀數(shù)為cm；

（3）小球B靜置在斜槽前端邊緣處，小球A從擋板處由靜止釋放，重復(fù)實驗，標記小球A的落地點平均位

置1和小球B的落地點平均位置2：

（4）圖甲中，M點是落地點平均位置______（填“1〃或"2”）；

（5）水平射程分別用。W、。尸、QN表示，則驗證兩球碰撞動量守恒的表達式為o

2新考淑（2022?福建莆田）如圖，用“碰撞實驗器"可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水

平部分碰撞前后的動量關(guān)系。

（1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通過僅測最,來間接解決這個問

題:

小球1

A.小球開始釋放的高度力

B.小球拋出點距地面的高度”

C.小球做平拋運動的水平位移

（2）用天平測量兩個小球的質(zhì)量"3圖中。點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影，實驗時，先

讓人射球〃〃多次從斜軌上S位置靜止釋放；然后，把被碰小球，〃2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球

，〃/從斜軌，5位置靜止移放，與小球加2相撞，并多次重復(fù)，分別找到小球的平均落點M、尸、N,并測星

出平均水平位移OM、OP、ON.若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為（用上述中測量的

量表示）；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)該滿足的表達式為（用上述中測量的量表示）；

（3）完成上述實驗后，某實驗小組對?上述裝置進行了改造，如圖所示。在水平槽末端與水平地面間放置了

一個斜面，斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接。使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下，重笈實驗步驟1

和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點M，、尸、N。用刻度尺測量斜面頂點到M，、產(chǎn)、N三點的距

離分別為小小Ao則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為（用所測物理量的字母表示）。

3.（2023?福建廈門）如圖甲所示，用半徑相同的A、B兩球的碰撞可以驗證“動最守恒定律”。實驗時先讓

質(zhì)量為g的A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下，進入水平軌道后，從軌道末端水平拋出，落到

位于水平地面的復(fù)寫紙上，在下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把質(zhì)

量為外的B球放在水平軌道末端，讓A球仍從位置C由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后，分別在白紙上留下

各自的落點痕跡，重復(fù)操作10次。如圖乙所示，M、P、N為三個落點的平均位置，未放B球時，入球的落

點是2點，。點是水平軌道東端在記錄紙上的豎直投影點。

甲乙

（1）下列說法中正確的有。

A.安裝軌道時，軌道末端必須水平

B.實驗前應(yīng)該測出斜槽末端距地面的高度

C.實驗過程中，復(fù)寫紙可以移動，白紙不能移動

D.用半徑盡量小的圓把10個落點圈起來，這個圓的圓心可視為小球落點的平均位置

（2）在某次實驗中，測量出兩個小球的質(zhì)量〃6、記錄的落點平均位置M、N幾乎與0。在同一條直線上,

測量出三個落點位置與。點距離。M、OP、ON的長度。在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式,

則可以認為兩球碰撞前后的總動量守恒。（用測量的量表示）

（3）完成上述實驗后，某實驗小組對上述裝置進行了改造，如圖丙所示。在水平槽右方豎直用定一木板，

使小球1仍從斜槽上C點由靜止?jié)L下，重復(fù)上述實驗的操作，得到兩球落在木板上的平均落點M、P、M

用刻度尺測量木板上與小等高的總8'到N、P、M三點的高度差分別為乙、4、%,則驗證兩球碰撞過程

中動量守恒的表達式為（用所測物理量的字母表示）。

4.（2023?福建龍巖?模擬練習(xí)）用如圖所示的裝置，來完成“驗記動量守恒定律〃的實驗。實驗中使用的小球

1和2半徑相等，用天平測得質(zhì)量分別為叫、〃且見＞〃?2。在木板上鋪一張白紙，白紙上面鋪放復(fù)寫紙,

記下重錘線所指的位置。。先不放小球2,使小球1從斜槽上某一點S由靜止?jié)L下，落到水平地面P點。再

把小球2靜置于斜槽枕道末端，上小球1仍從S處由靜止?jié)L下，小球1和小球2碰撞后分別落在復(fù)寫紙上,

在白紙上留下各自落點的痕跡。

（1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過測量小球做平拋運動的射程來解決這個

問題。確定碰撞前后落點的位置P、M、M用刻度尺測量出水平射程OP、OM、ON。

①本實驗必須滿足的條件是；

A.斜槽軌道必須是光消的

B.斜槽軌道末端必須是水平的

C.小球1每次必須從同一高度由靜止移放

②若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為：;

（2）某同學(xué)在上述實驗中更換了兩個小球的材質(zhì)，且入射小球和被碰小球的質(zhì)量關(guān)系為町=2，%，其它條

件不變。兩小球在記錄紙上留卜三處落點痕跡如下圖所示。他將米尺的零刻線與。點對齊，測量出。點到

三處平均落地點的距離分別為04OB、0C。該同學(xué)通過測量和計算發(fā)現(xiàn)，兩小球在碰撞前后動量是守恒

的。

N7

若碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為ho-%1，其中%和％分別是碰撞前兩物體的速度，匕和巳分別是碰撞后兩

物體的速度。寫出用測量的量表示的恢復(fù)系數(shù)的表達式,其數(shù)值為。（保留兩位有效數(shù)字）

5.（2025?福建龍巖?模擬練習(xí)）其同學(xué)用以下裝置來驗證碰撞動量守恒，如圖所示。半徑為尺的四分之一

圓軌道，圓心位于斜槽水平部分的末端，該軌道與傳感器結(jié)合，可記錄軌道被撞擊點到圓心的豎直高度，

實驗步驟如下：

①將裝置按要求安裝好，注意斜槽末端應(yīng)是水平狀態(tài)，用天平測出兩球質(zhì)量分別為〃〃和m2；

②入射球〃〃，從斜槽上A點由靜止釋放，確定與圓軌道的撞擊點；

③球沖靜止放置在水平槽的末端B,將入射球〃〃從斜槽卜.A點再次由靜止釋放,確定球機/和叱相撞后

的撞擊點；

④若圓軌道上三個撞擊點為C、D、E,傳感器測得他們與圓心的高度差分別為力/）,狂。

⑴為了保證實驗的正常進行，下列措施中正確的是。

A.兩球必須是彈性小球B.入射球質(zhì)量〃〃必須大于被碰球質(zhì)量，〃2

C.斜槽必須保證光滑D.兩球的大小必須相等

（2）把小球62放在斜槽末端B處，再次從A點靜止釋放小球加，它們發(fā)生碰撞，碰后小球52與圓軌道的

撞擊點是圖中的點；

⑶若等式成立，則表示兩小球碰撞前后動量守恒。（用實驗中已知或測得的數(shù)據(jù)字母

表示）

03

1.（2024?北京?高考真題）如圖甲所示，讓兩個小球在斜槽末端碰撞來驗證動量守恒定律。

⑴關(guān)于本實驗，下列做法正確的是（填選項前的字母）。

A.實驗前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平

B.選用兩個半徑不同的小球進行實驗

C.用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球

（2）圖甲中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影，首先，將質(zhì)量為〃〃的小球從斜槽上的S位置由靜止釋放,

小球落到復(fù)寫紙上，重復(fù)多次。然后，把質(zhì)量為沖的被碰小球置于斜槽末端，再將質(zhì)量為孫的小球從S

位置由靜止釋放，兩球相碰，重復(fù)多次。分別確定平均落點，記為M、N和P（P為〃〃單獨滑落時的平均

落點）。

a.圖乙為實驗的落點記錄，簡要說明如何確定平均落點一：

b.分別測出。點到平均落點的距離，記為OP、0M和OM,在俁差允許范圍內(nèi)，若關(guān)系式一成立，即可

驗證碰撞前后動量守恒。

⑶受上述實驗的啟發(fā)，某同學(xué)設(shè)計了另一種驗證動量守恒定律的實驗方案。如圖丙所示，川兩根不可伸長

的等長輕繩將兩個半徑相同、質(zhì)量不等的勻質(zhì)小球懸掛于等高的。點和O'點，兩點間距等于小球的直徑。

將質(zhì)量較小的小球1向左拉起至4點由靜止釋放，在最低點3與靜止于C點的小球2發(fā)生正碰。碰后小球

1向左反彈至最高點⑷，小球2向右擺動至最高點。。測得小球1,2的質(zhì)量分別為〃?和弦長43二/八

A'B=h、CD=ho

IA/

2)-

推導(dǎo)說明，"八M、小12、/3滿足一關(guān)系即可驗證碰撞前后動量守恒。

第25講實驗：驗證動量守恒定律

目錄

01課標達標練.....................................................................2

題型01實驗原理與操作.....................................................................2

題型02數(shù)據(jù)處理與誤差....................................................................3

題型03實驗原理改進......................................................................5

題型04實驗器材創(chuàng)新......................................................................6

02核心突破練.....................................................................8

03真題溯源練....................................................................12

01

1.（2025?福建漳州?模擬預(yù)測）為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同

學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實驗:

---------：-------

①用天平測出兩個小球的質(zhì)量（分別為q和機2）。

②按照如圖所示的那樣，安裝好實驗裝置。將斜槽4。固定在桌邊，將一斜面4c連接在斜槽末端。

③先不放小球"%,讓小球網(wǎng)從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球的落點位置。

④將小球叫放在斜槽末端邊緣處，讓小球仍從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小

球叫和叫在斜面上的落點位置。

⑤用亳米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離，圖中。、E.尸點是該同學(xué)記下的小球在斜面上

的幾個落點位置，到/點的距離分別為4、%。

⑴本實驗必須滿足的條件是（）（多選）

A.斜槽軌道必須是光滑的B.斜槽軌道末端必須是水平的

C.小球1每次必須從同一高度靜止秤放D.小球質(zhì)量㈣和叫需要叫小于外

⑵實驗中小球均落在斜面上，用測得的物理量來表示，只要滿足以下關(guān)系式中的哪一項則說明

碰撞中動量守恒。（將正確答案前面的選項填入適當(dāng)?shù)奈恢茫?/p>

A.

C./?|Z/￡=〃/]心

【答案】（1）BC

（2）A

【詳解】（1）根據(jù)該實驗驗證動量守恒和彈性碰撞的原理可知，要保小球從B點水平拋出且每次小球1拋

出速度要相同，即需要小球1每次必須從同一高度靜止釋放，斜槽軌道不需要光滑，要讓小球1碰撞小球2

同向運動，則必須有犯大于”?2o

故選BCo

（2）由題可知,未放嗎前，叫落點為E點,放上加2后，碰撞后町的落點是圖中的。點，叫的落點是圖

中的尸點，設(shè)斜面的傾角為。.小球從斜面末端平拋落到斜面上，落點到4點的距離為心由平拋運動的知

識可知

LcosO=vt

LsxnO=^gr

可得

v=Leos。=cos8J"

2Lsin。V2sin<9

由于，、g都是恒星，所以

所以動量守恒的表達式可化簡為

町k=見可+m?病

故選Ao

2.（2024?福建廈門?模擬練習(xí)）如圖所示，用“碰撞實驗器"可以臉證動量守恒定律，即研究兩個半徑相同的

小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。

（1）為完成此實驗，以下提供的測量工具中，本實驗必須使用的是O（選填選項前的字母）

A,刻度尺B.天平C.打點I時器D.秒表

（2）關(guān)于本實驗，下列說法中正確的是°（選填選項前的字母）

A.同一-組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放

B.入射小球的質(zhì)量必須小于被碰小球的質(zhì)量

C.軌道傾斜部分必須光滑

D.軌道末端必須水平

（3）圖中。點是小球拋出點在地而卜的垂育投影，實驗時先計入射小球多次從斜軌卜位置S由靜止釋放.

通過白紙和復(fù)寫紙找到其平均落地點的位置P，測出平拋射程0P。然后，把被碰小球靜置于軌道的水平部

分末端，仍將入射小球從斜軌上位置S由靜止釋放，馬被碰小球相碰，并多次重復(fù)該操作，兩小球平均落

地點位置分別為M,N。實驗中還需要測量的有。（選填選項前的字母）

A.入射小球和被碰小球的質(zhì)量〃〃、/〃2B.入射小球開始的釋放高度，

C.小球拋出點距地面的高度”D.兩球相碰后的平拋射程OA】、ON

【答案】AB/BAAD/DAAD/DA

【詳解】（1）要測量碰撞前后的動量，則質(zhì)量要用天平測量，而速度需要通過水平位移得出，所以

需要刻度尺測量平拋的水平位移，故AB正確；

CD.小球拋出點距地面的高度相同，兩球做平拋運動的時間就相同，時間不需要測量，所以不需要打點計

時器和秒表，故CD錯誤。

故選ABo

（2）[2]A.只有從同一位置釋放，才能保證兩次碰撞前的速度相同，故A正確；

B.為了保證入射球不反彈，則入射小球的質(zhì)量要大于被碰小球的質(zhì)量，故B錯誤：

C.軌道不需要光滑，故C錯誤；

D.只有末端水平才能保證小球做平拋運動，故D正確。

故選AD.

（3）[3]若小球碰撞過程中動量守恒，則有

+m2v2

OP

vo=-

OM

v,=-----

“7ON

即

m]OP=m]OM+m2ON

故選ADc

觀型IL02數(shù)據(jù)處理與誤差

3.（2024?福建廈門）某實驗小組在進行“驗證動量守恒定律”的實驗，入射球與被碰球半徑相同、質(zhì)量不等,

且入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量。

（1）用游標卡尺測量直徑相同的入射球與被碰球的直徑，測量結(jié)果如圖甲所示，則直徑為cm。

（2）實驗裝置如圖乙所示，先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點C由靜止?jié)L下，再把B球靜置于水平

槽前端邊緣處，讓A球仍從。處由靜止?jié)L下。記錄紙上的。點是鉛垂線所指的位置，M、P、W分別為落點

的痕跡，未放8球時，A球落地點是記錄紙上的點。

（3）（4）釋放多次后，取各落點位置的平均值，測得各落點痕跡到。點的距離：麗=13.10cm，

OP=21.90cm，而=26.04cm。用天平稱得入射小球4的質(zhì)量〃〃=16.8g,被碰小球B的質(zhì)量i〃2=5.6g,若

將小球質(zhì)量與水平位移的乘積作為“動量”，請將下面的表格填寫完整：（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

碰前"總動量”碰后“總動量〃

OP/mOM/mON/n

/）/（kg*m）p'/（kg*m）

3.68x10-3

0.21900.13100.2604—

根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)，你認為能得到的結(jié)論是o

【答案】2.14P3.66x10-3在誤差允許的范圍內(nèi)，兩球碰撞過程中動量守恒

【詳解】（1）［1］游標卡尺讀數(shù)

21mm+4x0.lmm=21.4mm=2.14cm

（2）[2]B球質(zhì)量小于A球，A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度減小，所以碰撞后A

球的落地點距離。點最近，B小球離。點最遠，中間一個點P是未放8球時A的落地點，所以未放B球時，

A球落地點是記錄紙上的。點。

（3）（4）⑶將小球質(zhì)量與水平位移的乘積作為“動量〃，則碰撞后“總動量〃為

p—?OM十，%?ON

代入數(shù)據(jù)得

〃'=3.66x10'kg.m

[4]則可知碰撞前后動量近似相等，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，兩球碰撞過程中動量守恒。

4.（2023?福建莆田）某物理興趣小組研究兩個小球在軌道末端碰撞前后的動量關(guān)系，裝置如圖所示。安裝

好實驗裝置，記錄重錘線所指的位置0。經(jīng)測定兩個直徑相同的小球1、2質(zhì)量分別為g=20.4g、叫=6.5g,

實驗時，不放小球2,讓小球1從固定的斜槽上C點自由滾下，在水平面上得到一個落點位置；將小球2

放置在斜槽末端，讓小球1再次從斜槽上C點自由滾下，與小球2發(fā)生正碰，在水平面上又得到兩個落點

位置，三個落點位置標記為M、P、N,用刻度尺測出％和/所。

（1）如果實驗操作正確，小球1碰后在水平面上的落點位置為（選填"M"、或"N"）；

（2）要驗證碰撞前后動量守恒，需驗證關(guān)系式（用見、陽2、，"和%,v表示）：

（3）同學(xué)們做了多組測量，取X=y=l0N,橫縱坐標取相同標度，作出LX圖像，該圖像接近

于圖o

【答案】MMop=MOM+狼。'A

【詳解】(1)口］若碰撞為彈性碰撞，則有

=/砥匕+ftt2V2

12121，

J叫叫=5叫匕+金〃?2%

解得

m.-tn.2in}

v2=%

〔MT//4+叫

由于m1=20.4g、㈣=6.5g則有

匕＞%＞匕

即小球1單獨滾下的落地點為P,小球1碰后的落地點為M,小球2落地點為N,即小球1碰后在水平面

上的落點位置為M。

(2)⑵碰撞前后動量守恒，則有

g%=班匕+m2v2

小球飛出后做平拋運動，豎直高度相同，則有

1OP=卬

l()M=卬

ION=v2{

解得需要驗證關(guān)系式為

"KOP=〃“(w+mJON

(3)⑶根據(jù)

y=LN

m}lop=mxlOM+m2lON

解得

町20.4

y=-Lx=---x?3.14.r

niy6.5

即圖像斜率大于1，由于橫縱坐標取相同標度，可知第一個選擇性最接近。

故選Ao

及型IL03實驗原理改進

5.（2022?福建龍巖?模擬）某同學(xué)用如圖所示的裝置“驗證動量守恒定律"、并測量處于壓縮狀態(tài)下的彈簧的

彈性勢能。實驗前，用水平儀先將光滑操作臺的臺面調(diào)為水平。其實驗步驟為：

A.用天平測出滑塊A、8的質(zhì)量叫、如；

B.用細線將滑塊A、B連接，使A、B間的彈簧處于壓縮狀態(tài)：

C.剪斷細線，滑塊4、8離開彈簧后.均沿光滑操作臺的臺面運動，最后都滑落臺面，記錄A、B滑塊的落

地點M、M

D.用刻度尺測出“、N距操作臺邊緣的水平距離*、%2；

E.用刻度尺測出操作臺面距地面的高度人

請根據(jù)實驗步驟完成下面填空：

（1）滑塊A、8都離開桌面后，在空中運動的時間。tB（選填”>〃、"<〃或”=〃）；

（2）如果滑塊A、8組成的系統(tǒng)水平動量守怛，須滿足的關(guān)系是（用測量的物埋暈表示）：

（3）剪斷細線前，彈簧處于壓縮狀態(tài)下的彈性勢能是（用測量的物理量和重力加速度g表示）。

【答案】=嗎祈=〃％七g（〃'；+〃”；）

4h

【詳解】（1）［1］滑塊A、B都離開桌面后做平拋運動，豎直方向高度相同，由

h=Qg產(chǎn)

知

（2）⑵根據(jù)動量守恒定律

mAVA=

由因為

lA=lB

可得

mAx}=mBx2

（3）⑶根據(jù)能量守恒定律得

lI2I2

又

X,

聯(lián)立解得

E二

P—4h

6.12023?福建?一模）如圖所示為某同學(xué)設(shè)計的一種探究動量守恒定律的實驗裝置圖。水平桌面固定一長導(dǎo)

軌，一端伸出桌面，另一端裝有豎直擋板，輕彈簧的一端固定在豎直擋板上，另一端被入射小球從自然長

度位置A點壓縮至4點，釋放小球，小球沿導(dǎo)軌從右端水平拋出，落在水平地面上的記錄紙上，重復(fù)10次,

確定小球的落點位置；再把被碰小球放在導(dǎo)軌的右邊緣處，重復(fù)上述實驗10次，在記錄紙上分別確定入射

小球和被碰小球的落點位置（從左到右分別記為P、Q、R）,測得OP=x/,OQ=X2,OR=X3

入射小球被碰小球

心WAWAT

BA

\\\

、

重錘\V\'\

OPQR

（1）關(guān)于實驗的要點，下列說法正確的是.

A.入射小球的質(zhì)量可以小于被碰小球的質(zhì)量

B.入射小球的半徑必須大于被碰小球的半徑

C.重復(fù)實驗時，每次都必須將彈簧壓縮至B點

D.導(dǎo)軌末端必須保持水平

（2）若入射球的質(zhì)量為機/,被碰小球的質(zhì)量為，〃2,則該實驗需要驗證成立的表達式為_（用所給符號表

示）；

（3）除空氣阻力影響外，請再說出一條可能的實驗誤差來源。

【答案】CD2="因+"鼻軌道摩擦的影響：確認落點p、Q、R時的誤差：與，/，毛

的測量誤差

【詳解】（1）⑴A.為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射小球的質(zhì)量必須大于被碰小球的質(zhì)量，故A錯誤:

B.為使兩球發(fā)生正碰，入射小球的半徑必須與被碰小球的半徑相同，故B錯誤；

C.為了保證入射球每次到達桌面邊緣的速度相同，則重復(fù)實驗時，每次都必須將彈簧壓縮至B點，從而讓

入射球獲得相同的彈性勢能，故C正確；

D.為了保證兩球碰后都能做平拋運動從而能求出飛出時的速度，導(dǎo)軌末端必須保持水平，故D正確。

故選CD..

（2）⑵兩球碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，以向右為正方向，有

町％=町匕+m2v2

小球做平拋運動的時間，相等，兩邊同時乘以3有

=mivlt+m2v2t

結(jié)合碰撞前后的小球落點情況，換算水平距離后，有

=VZ,X]=V)/,

X20x3=vzt

可得

mxx2=//A：1+m2x3

（3）⑶除空氣阻力影響外，本實驗其它的誤差有：軌道摩擦的影響；確認落點P、Q、R時的誤差；七，x,,

士的測量誤差。

敢型IL04實驗器材創(chuàng)新

7.某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置來研究動量守恒定律，光電門1、2固定在氣墊導(dǎo)軌匕質(zhì)量分別為必

=0.4kg和〃?8=0.1kg的兩個滑塊（含遮光片）從光電門1、2的外側(cè)勻速相向運動，在兩個光目門之間某位

置發(fā)生碰撞并粘在一起繼續(xù)運動，運動到氣墊導(dǎo)軌一端時立刻被鎖定。

乙

（1）兩滑塊上的遮光片寬度相同，用游標卡尺測量遮光片寬度的結(jié)果如圖乙所示，則遮光片的寬度為.

（2）實驗中光電門2記錄了三次擋光時間均為加=0.045s,則碰撞前滑塊8的速度大小為m/s,碰

撞后滑塊整體的速度大小為m/s；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（3）實驗過程中，該同學(xué)忘了記錄滑塊A經(jīng)過光電門1的時間，若碰撞過程中兩滑塊的動量守恒，則滑塊

A通過光電門1的時間為s（結(jié)果保留3位小數(shù)）。

【答案】4.500.100.100.030

【詳解】（1）[1]20分度的游標卡尺的讀數(shù)為

d=4mm+0.05mmx10=4.50mm

（2）⑵⑶光電門2記錄的3次擋光時間，分別為碰撞前滑塊B經(jīng)過的時間，碰撞后滑塊B和滑塊A粘在

一起經(jīng)過的時間，所以碰前滑塊B及滑塊整體通過光電門2的速度大小均為

v=—=0.1Om/s

Z

（3）⑷碰撞過程動量守恒，則有

心匕一〃/匕=（恤+%）心

v,=0.15m/s

所以滑塊A經(jīng)過光電門1的時間為

/=-=0.030s

vi

8.（2022?福建泉州?模擬練習(xí)）物理小組利用頻閃照相和氣墊導(dǎo)軌做“驗證動量守恒定律〃的試驗。步驟如下:

①用天平測出滑塊A、B的質(zhì)星分別為300g和200g

②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；

③向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

④把A、B兩滑塊放到導(dǎo)軌上，并給他們一個初速度，同時開始閃光照相，閃光的時間間隔設(shè)定為西=0.2s。

照片如圖：該組同學(xué)結(jié)合實驗過程和圖象分析知：該圖象是閃光4次攝得的照片，在這4次閃光的瞬間，A、

B兩滑塊均在0?80cm刻度范圍內(nèi)；第一次閃光時，滑塊B恰好通過x=55cm處，滑塊A恰好通過x=70cm

處：碰撞后有一個物體處于靜止狀態(tài)。請問：

?W2P3P4P5P607p8?叩cm

八八八八/卜八

____B_______叵_________[B[BAl_Al_____

//////////////////////////////////////////////////////////

（1）以上情況說明碰后（選填A(yù)或B）物體靜止。

（2）設(shè)向右為正方向，試分析碰撞前兩滑塊總動量之和是kg-m/s,碰撞后兩滑塊的總動量之和是,

kg?m/s,以上實驗結(jié)果說明在誤差允許范圍內(nèi)碰撞過程動量守恒（請考慮方向）。

【答案】A-0.2-0.2

【詳解】（劫⑴由圖可知，滑塊A在照片中只有兩個位置，說明滑塊A碰后保持靜止

（2）[2]⑶碰后A靜止，B的速度為

------------——=-1m/s

由圖分析可知，A、B在60cm處碰撞，從碰撞到第二次閃光過程中，B向左運動了10cm,用時為

10cm八，

------=0.1s

lm/s

則第一次閃光到發(fā)生碰撞所用時間

/

z=A/-/=O.ls

碰前，A、B的速度為

_(60-70)cm,,(60-55)cm…，

-lm/s,%=---------——=0.5ni/s

因此碰前兩滑塊總動最之和

mv

P[=+AA=-0-2kg-m/s

碰撞后兩滑塊的總動量之和

P-,=+0=-0.2kg-m/s

故選BCo

02

核心突破練