2025--2026年第一章动量与动量守恒定律（分层作业）（6份打包）物理教科版2019选择性必修第一册

第5课 实验：验证动量守恒定律 分层练习 1．如图甲所示，某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：小车a的前端粘有橡皮泥，推动小车a使之做匀速运动后与原来静止在前方的小车b相碰并粘合成一体，继续做匀速运动。在小车a后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为，长木板下垫着小木块以平衡摩擦力。 （1）若已测得打点的纸带如图乙所示，并测得各计数点的间距（已标在图上），A为运动的起点，则应选 段来计算a碰撞前的速度，应选 段来计算a和b碰后的共同速度。（以上两空均填“AB”“BC”“CD”或“DE”） （2）已测得小车a的质量，小车b的质量，则碰前 ；碰后 。 【答案】 BC DE 0.420/0.42 0.417 【详解】（1）[1][2]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，之后在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，但共同运动的速度大小应小于小车碰撞前做匀速运动的速度，故应选DE段来计算碰后共同的速度。 （2）[3][4]由图可知 , 碰前小车的速度为 碰前的总动量为 碰后小车的共同速度为 碰后的动量为 2．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个体积相同的小球在水平部分碰撞前后的动量关系。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是我们仅用一把刻度尺就能够间接地解决这个问题，那么需要测量的物理量是 ；（填选项前的编号） A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程x （2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球多次从倾斜轨道上S点由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量水平射程。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射小球从同一S点静止释放，与小球相碰，并多次重复，得到小球和的平均落点分别为M、N，测得、两小球的水平射程分别为，。则两小球质量满足的关系应为 ；（选填“大于”、“小于”或“等于”） （3）若实验结果为 （用（2）中测量的量表示），则可以验证两小球碰撞前后系统动量守恒。 【答案】 C 大于 【详解】（1）[1]小球从同一位置平抛，其落地时间相等，只需要测出小球在水平方向运动的距离，即平抛运动的射程来表示碰撞前的速度即可。 故选C。 （2）[2]实验中为了防止小球被弹回，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，即m1大于m2。 （3）[3]设小球落地所用时间为t，则由题意可得入射小球m1落到P点时的速度为 m1落到M点时的速度为 m2落到N点时的速度为 由动量守恒可得 3．如图所示为“探究两物体作用前后动量是否守恒”的实验装置示意图。已知a、b小球的质量分别为、，半径分别是、。先不放小球，让小球从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。将小球放在斜槽末端边缘处，让小球从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球和在斜面上的落点位置。用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点的距离，图中D、E、点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到点的距离分别为、、。 （1）本实验必须满足的条件是 。 A．斜槽轨道必须是光滑的 B．斜槽轨道末端的切线水平 C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放 D．入射球与被碰球满足， （2）小球和发生碰撞后，的落点是图中的 点，的落点是图中的 点。 （3）用测得的物理量来表示，只要满足关系式 ，则说明碰撞中动量守恒。 （4）用测得的物理量来表示，只要再满足关系式 ，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。 【答案】 BC D F 【详解】（1）[1]AC．斜槽轨道不必光滑，只要入射小球每次都从斜槽上的同一 ... ...