1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析(6)

38．气垫导轨是一种实验辅助仪器，利用它可以非常精确地完成多个高中物理实验，滑块在导轨上运动时，可认为不受摩擦阻力，现利用气垫导轨验证动量守恒定图

律

，

实

验

装

置

如．

（1）对导轨进行调节平衡，使气垫导轨和光电门都正常工作，在导轨上只放置滑块a．调整调节旋钮，轻推滑块，观察滑块通过两光电门的时间，当 时，说明导轨已经水平．

（2）使用天平测得滑块a、b质量分别为ma、mb，然后按如图所示方式放在气垫导轨上．使滑块a获得向右的速度，滑块a通过光电门1后与静止的滑块b碰撞并粘在一起，遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，则上述物理量间如果满足关系式 ，则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒．

39．某同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．

①实验中必须要求的条件是 A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B．斜槽轨道末端的切线必须水平

C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下

②在以下选项中，哪些是本实验必须进行的测量 （填选项目编号）

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A．水平槽上未放B球时，测量A球落点P到O点的距离 B．A球与B球碰撞后，测量A球落点M到O点的距离 C．A球与B球碰撞后，测量B球落点N到O点的距离 D．测量A球或B球的直径

E．测量A球和B球的质量（或两球质量之比） F．测量释放点G相对水平槽面的高度 G．测量水平槽面离地的高度．

40．某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．

（1）下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气；

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；

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⑥先 ，然后 ，让滑块带动纸带一起运动；

⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图（b）所示；

⑧测得滑块1的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．试完善实验步骤⑥的内容．

（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为 kg?m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为 kg?m/s（保留三位有效数字）．

（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是 ．

41．某实验小组制作了个弹簧弹射装置，轻质弹簧和两个金属小球放置在几乎光滑的金属管中，将金属管水平固定在高处，开始时压缩弹簧并锁定，使两球与弹簧两端刚好接触，然后解除对弹簧的锁定，将两球从金属管的两端弹射出去．实验小组进行了下列实验测量和步骤．（g=9.8m/s2） （1）用天平测出两球的质量ml和m2． （2）用刻度尺测出金属管离地面的高度h． （3）记录下两小球在水平面上的落点M、N．

a．若要测量弹簧锁定状态具有的弹性势能，还必须测量的物理量有 ．（单选）

A．弹簧的压缩量△x B．小球的直径D

C．两小球落地点M、N到对应管口的水平距离x1、x2． D．两小球从管口到地面的运动时间t

b．根据测量结果，可得到弹簧锁定时具有的弹性势能可表示为 ． c．在上述实验过程中，如果关系式 成立，则说明两小球在离开管口前动量守恒．

42．在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B，遮光板的宽度相同，测得的质量分别为m1和m2．实验中，用细线将两个滑

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块拉近使轻弹簧压缩，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为t1、t2．

（1）图2为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d时所得的不同情景．由该图可知甲同学测得的示数为 mm，乙同学测得的示数为 mm． （2）用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式： ，被压缩弹簧开始贮存的弹性势能EP= ．

43．小明同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验．如图甲所示，长木板下垫着小木片以平衡两车的摩擦力；让小车P做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车Q相碰并粘合成一体，继续做匀速运动；在小车P后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz．

（1）某次实验测得纸带上各计数点的间距如图乙所示，A为运动的起点，则应选 段来计算小车P碰撞前的速度，应选 段来计算小车P和Q碰后的共同速度．（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）

（2）测得小车P的质量m1=0.4kg，小车Q的质量m2=0.2kg，则碰前两小车的总动量大小为 kg?m/s，碰后两小车的总动量大小为 kg?m/s．（计算结果保留三位有效数字）

（3）由本次实验获得的初步结论是 ．

44．某实验小组通过实验来验证碰撞过程中动量守恒，所用实验装置如图甲所示：打点计时器固定在长木板的一端，质量为m1的小车静止在长木板上，纸带固定在小车上并穿过打点计时器，调整木板一端的高度，开启打点计时器电源，轻推小车，使纸带上打出的点迹清晰且间距均匀．在木板中部放上质量为m2的小车

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（两小车材质相同），重复实验，m2上贴有粘合装置可以使两车碰撞后粘合在一起运动．某次实验该组同学打出的纸带如图乙所示，若交流电源的频率为f，则碰撞前系统的动量为 ，碰撞后系统的动量为 ，若两车相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 （用题中所给字母表示），根据纸带判断碰撞发生在 段（用纸带上所给大写字母表示）．

45．气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB． b．调整气垫导轨，使导轨处于水平．

c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．

d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1．

e．按下电钮放开卡销，同时使记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、

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