2022届新高考物理实验题解析七：验证动量守恒定律（解析版）.docx

实验七验证动量守恒定律—2022届高考物理实验题解析1.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律，实验装置如图所示.(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．【答案】　(1)滑块a(的遮光条)通过两个光电门所用时间相等　(2)＝【解析】　(1)如果平衡，滑块a将在导轨上做匀速运动，因此通过两个光电门所用的时间相等；(2)根据动量守恒定律可知，mav1＝(ma＋mb)v2根据速度公式可知v1＝，v2＝，代入上式可得应满足的公式为：＝.2.图示为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2；②安装实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面BC连接在斜槽末端；③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P；④将小球m2放在斜槽末端B处，仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置；⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离．图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面的三个落点位置，从M、P、N到B点的距离分别为sM、sP、sN.依据上述实验步骤，请回答下列问题：(1)两小球的质量m1、m2应满足m1________m2(填写“>”“＝”或“<”)；(2)小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中________点，m2的落点是图中________点；(3)用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式________________，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的；(4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞，用实验中测得的数据来表示，只需比较________与________是否相等即可．【答案】　(1)>　(2)M　N　(3)m1＝m1＋m2(4)m1sP　m1sM＋m2sN【解析】　(1)必须满足m1>m2，否则m1有可能被反弹回去；(2)由碰撞实际，碰后v1′

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Δt1、Δt2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Δp=________；（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：d=1.000 cm，m1=1.5010-2 kg，m2=0.400 kg，△t1=3.90010-2 s，Δt2=1.27010-2 s，t12=1.50 s，取g=9.80 m/s2计算可得I=________N·s，Δp=____ kg·m·s-1；（结果均保留3位有效数字）（7）定义，本次实验δ=________%（保留1位有效数字）。

答案】 (1). 大约相等 (2). m1gt12 (3). (4). 0.221 (5). 0.212 (6). 4【解析】（1）[1]当经过A,B两个光电门时间相等时，速度相等，此时由于阻力很小，可以认为导轨是水平的5）[2]由I=Ft，得[3] 由得（6)[4]代入数值得，冲量[5]动量改变量（7）[6]=学科网（北京）股份有限公司。