第一章动量和动量守恒定律第三节动量守恒定律第2课时动量守恒定律的验证课后篇巩固提升必备知识基础练1.某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律.主要实验步骤如下:甲①将斜槽固定在水平桌面上,调整末端切线水平;②将白纸固定在水平地面上,白纸上面放上复写纸;③用重垂线确定斜槽末端在水平地面上的投影点O;④让小球A紧贴定位卡由静止释放,记录小球的落地点,重复多次,确定落点的中心位置Q;⑤将小球B放在斜槽末端,让小球A紧贴定位卡由静止释放,记录两小球的落地点,重复多次,确定A、B两小球落点的中心位置P、R;⑥用刻度尺测量P、Q、R距O点的距离s1、s2、s3;⑦用天平测量小球A、B质量m1、m2;⑧分析数据,验证等式m1s2=m1s1+m2s3是否成立,从而验证动量守恒定律.请回答下列问题:(1)步骤⑤与步骤④中定位卡的位置应;(2)图乙是步骤⑥的示意图.该同学为完成步骤⑧设计了下列表格,并进行了部分填写,请将其补充完整.乙物理量碰前碰后m/gm1=17.0m1=17.0,m2=5.8s/cms2=54.35s1=,s3=79.75ms/g·cmm1s2=923.95m1s1+m2s3=答案(1)保持不变(2)26.50913.05解析(1)为使入射球到达斜槽末端时的速度相等,应从同一位置由静止释放入射球,即步骤⑤与步骤④中定位卡的位置应保持不变.(2)由图乙所示刻度尺可知,其分度值为1mm,则s1=26.50cm,由表中实验数据可知m1s1+m2s3=17.0×26.50g·cm+5.8×79.75g·cm=913.05g·cm.2.如图甲所示,在做验证动量守恒定律的实验时,小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之运动,与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体后,继续向前运动,在小车A后连着纸带,打点计时器电源频率为50Hz,长木板右端下面垫放小木片以平衡摩擦力.甲乙(1)获得的纸带如图乙所示,测出的各计数点间距已标在图上.A为运动起始的第一点,则应选段来计算A的碰前速度,应选段来计算A和B碰后的共同速度.(均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)(2)已测得小车A的质量mA=0.30kg,小车B的质量为mB=0.20kg,由以上测量结果可得碰前系统总动量为kg·m/s,碰后系统总动量为kg·m/s.(3)实验结论:在误差允许的范围内,小车A、B组成的系统碰撞前后总动量(选填“守恒”或“不守恒”).答案(1)BCDE(2)1.0351.03(3)守恒解析(1)车由静止开始运动,故小车有个加速过程,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段计算碰前的速度.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,在相同的时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后的共同速度.(2)系统的动量即碰前A的动量p1=mAv0=0.30×0.34505×0.02kg·m/s=1.035kg·m/s碰后的总动量p2=(mA+mB)v2=0.50×0.20605×0.02kg·m/s=1.03kg·m/s.(3)在误差允许的范围内,小车A、B组成的系统碰撞前后总动量守恒.3.(2021四川成都外国语学校月考)如图所示为验证动量守恒定律的实验装置,气垫导轨置于水平桌面上,G1和G2为两个光电门,A、B均为弹性滑块,质量分别为mA、mB,且mA大于mB,两遮光片的宽度均为d,实验过程如下:①调节气垫导轨成水平状态;②轻推滑块A,测得A通过光电门G1的遮光时间为t1;③A与B相碰后,B和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为t2和t3.回答下列问题:(1)实验中选择mA大于mB的目的是.(2)利用所测物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为.答案(1)保证碰撞中滑块A不反弹(2)mAt1=mAt3+mBt2解析(1)A的质量大于B的质量是为了A、B碰撞时A不反弹.(2)碰撞前的总动量为p1=mAv1=mAdt1碰撞后的总动量为p2=mAv1'+mBv2=mAdt3+mBdt2则动量守恒的表达式为mAdt1=mAdt3+mBdt2,即mAt1=mAt3+mBt2.关键能力提升练4.(2021浙江期末)如图所示为“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