如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．（1）下列说法符合本实验要求的是______．A．入射球比靶球质量大或者小均可B．每次入射球必须从同一高度由静止释

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如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．
（1）下列说法符合本实验要求的是______．
A．入射球比靶球质量大或者小均可
B．每次入射球必须从同一高度由静止释放
C．安装轨道时末端切线必须水平
D．实验中需要测量轨道末端离地面的高度
（2）实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球的平均落点位置M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为

、

和

．已知入射球的质量为m₁，靶球的质量为m₂，只要验证等式______成立，即可认为碰撞中的动量守恒．
（3）满足（2）的情况下，若满足等式______成立，即可认为碰撞为弹性碰撞．（仅用

、

和

表示）

答案

（1）A、为防止碰后m₁被反弹，入射球质量要大于被碰球质量，即m₁＞m₂，故A错误；
B、为保证碰撞的初速度相同，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故B正确；
C、为保证小球做平抛运动，安装轨道时末端切线必须水平，故C正确；
D、小球做平抛运动的时间由高度差决定，由于高度差一定，故平抛的时间都相同，故水平射程与平抛的初速度成正比，故不需要测量高度差，只要满足m₁

=m₁

+m₂

，就一定有m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁′+m₂v₂′，故D错误；
故选：BC．
（2）实验要验证两个小球碰撞前后总动量守恒，即：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁′+m₂v₂′；
小球做平抛运动的时间由高度差决定，由于高度差一定，故平抛的时间都相同，故水平射程与平抛的初速度成正比，故不需要测量高度差，只要满足：m₁

=m₁

+m₂

；
（3）小球发生弹性碰撞，碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒，根据守恒定律，有：
m₁

=m₁

+m₂

m₁

²=

m₁

²+

m₂

²
两式联立消去质量可得：

•

再化解得到：

故答案为：（1）BC；（2）m₁

=m₁

+m₂

；（3）

．

举一反三

某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻质弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒．该同学还必须有的器材是______．需要直接测量的数据是（用符号表示待测量的量并用文字说明意义）______．用所得数据验证动量守恒的关系是______．

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用如图甲所示的装置，来验证碰撞过程中的动量守恒．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量之比m_A：m_B=3：1．先使A球从斜槽上固定位置G由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，得到10个落点．再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从位置G由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次．A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示，其中米尺的零点与O点对齐．
（1）碰撞后A球的水平射程应取______cm．
（2）本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度．下面的实验条件中，不能使小球飞行的水平距离表示为水平速度的是______．
A．使A、B两小球的质量之比改变为5：1
B．升高固定点G的位置
C．使A、B两小球的直径之比改变为1：3
D．升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度
（3）利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为______．（结果保留三位有效数字）

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小刚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：

（1）下面是实验的主要步骤：
①把长木板放置在水平桌面上，其中一端用薄木片垫高；
②把打点计时器固定在长木板的一端；
③将纸带穿过打点计时器并固定在小车A的一端；
④把小车A的前端固定橡皮泥，让小车B静止的放置在木板上；
⑤先______，再______，接着与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体继续运动；（以上两空填写后续描述中的字母符号：a．推动小车A使之运动，b．接通电源）
⑥关闭电源，取下纸带，换上新纸带，重复步骤③④⑤，选出较理想的纸带如图乙所示；
⑦用天平测得小车A的质量为m₁=0.4kg，小车B的质量为m₂=0.2kg．
（2）在上述实验步骤中，还需完善的步骤是______（填写步骤序号并完善该步骤）
（3）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（已标在图上）．A为运动的起点，则应选______段来计算A碰前的速度．应选______段来计算A和B碰后的共同速度；（以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）
（4）根据以上实验数据计算，碰前两小车的总动量为______kg•m/s，碰后两小车的总动量为______kg•m/s．（以上两空结果保留三位有效数字）
（5）试说明（4）问中两结果不完全相等的主要原因是______．

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某同学用图示的装置做验证动量守恒定律的实验．选用小球a为入射小球，b为被碰小球．设小球a、b的质量分别为m_a、m_b；则它们的质量关系应为m_a______m_b，半径关系为r_a______r_b（填“大于”、“等于”或“小于”）．放上被碰小球b后，两小球a、b碰后的落点如图所示，系统碰撞过程中动量守恒则应满足的表达式是______，（用题中物理量和图中字母表示）

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某同学用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，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，接着进行测量、验证．在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？（　　）

A．水平槽上不放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

B．A球与B球碰撞后，测量A球和B球落点位置到O点的距离

C．测量A球或B球的直径

D．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）

E．测量G点相对于水平槽面的高度

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