教科版选修3-5 1-7 实验：探究动量守恒定律

动量守恒定律实验报告
实验目的：验证动量守恒定律。

实验器材：弹簧振子、滑轨、小车、指绊尺、光电门、数据采集仪等。

实验原理：动量守恒定律指出，在相互作用的两个物体组成的封闭系统中，当没有外力作用时，系统内的所有物体的动量之和保持不变。

动量（p）定义为物体的质量（m）乘以其速度（v）：p = m * v。

实验步骤：
1. 在滑轨的一端安装弹簧振子，将其拉至一定的位移并释放。

2. 将小车放在滑轨的另一端，调整小车的位置使其面对弹簧振子的运动方向。

3. 在适当的位置安放挡尺，使弹簧振子与小车发生碰撞。

4. 同时连接光电门和数据采集仪，通过采集数据分析碰撞前后小车的速度变化。

5. 重复实验多次，记录数据并计算动量差。

实验数据处理：
1. 计算弹簧振子和小车的质量，并测量它们的初始速度。

2. 根据光电门采集到的数据，计算碰撞后小车的速度。

3. 根据动量守恒定律，计算碰撞前后系统的总动量，并分析动量的变化。

实验结果分析：
1. 根据实验数据计算出系统的总动量，在无外力作用的情况下，总动量应保持不变。

2. 比较碰撞前后的动量差，如果两者非常接近或几乎相等，则验证了动量守恒定律。

3. 如果实验结果存在较大的误差，可以考虑系统内部存在摩擦力等外力的作用。

实验结论：
通过对弹簧振子和小车碰撞实验的数据分析，我们验证了动量守恒定律的正确性。

在无外力作用的封闭系统中，系统内物体的总动量保持不变。

这一实验结果与动量守恒定律的理论预期相符。

实验过程中可能存在精度误差，可以通过增加实验次数、改善实验装置等方法进行进一步验证。

动量守恒定律的实验探究动量守恒定律是力学中的基本定律之一，它描述了在没有外力作用下，物体的总动量保持不变。

在本文中，我们将通过实验来探究动量守恒定律的准确性和应用。

实验目的：验证动量守恒定律，并探究动量守恒定律在碰撞实验中的应用。

实验材料：1. 平滑水平轨道2. 两个小球（质量分别为m1和m2）3. 弹簧测力计4. 定尺5. 计时器6. 实验记录表格实验步骤：1. 将轨道放在水平面上，并确保它的表面是光滑的。

2. 在轨道的一端放置一个小球（m1），并将其从静止位置释放。

3. 计算小球的起始高度，并记录它。

4. 记录小球通过轨道另一端时经过的时间。

5. 将第二个小球（m2）放在轨道的另一端，并将其与第一个小球以一定速度进行碰撞。

6. 进行多组碰撞实验，记录每次碰撞前后两个小球的速度和质量，并计算它们的动量。

7. 根据实验结果验证动量守恒定律，并分析实验误差。

实验结果与分析：通过多组实验数据的记录和计算，我们可以验证动量守恒定律的准确性。

根据动量守恒定律，每次碰撞前后两个小球的总动量应该保持不变，即m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f，其中m1和m2分别为两个小球的质量，v1i和v2i为碰撞前两个小球的速度，v1f和v2f为碰撞后两个小球的速度。

在实验过程中，我们记录了每次碰撞前后两个小球的速度和质量，并计算了它们的动量。

通过对实验数据的分析，我们发现总动量在碰撞前后保持不变，验证了动量守恒定律的准确性。

然而，由于实验误差的存在，我们的实验结果可能会与理论值存在一些偏差。

实验误差可能源于实验设备的精确度、测量方法的不精确等因素。

为了减小误差的影响，我们可以进行多组实验，并计算平均值，以提高实验结果的精确性。

实验的应用：动量守恒定律在我们的日常生活中有广泛的应用。

例如，当我们骑自行车时，如果需要停下来，可以通过向后踩脚踏来增加反向的动量，从而减小前进的动量，实现停车。

此外，交通事故的调查中也会运用动量守恒定律，以分析碰撞前后车辆的速度和碰撞力。

高中物理选修3-5知识点总结大多数高中生对物理都有点畏惧，但是物理是理科生高考必考的科目，是必须要学好一门课程，那么选修3-5的物理课本有哪些重要的知识点呢?下面是小编为大家整理的关于高中物理选修3-5知识点总结，希望对您有所帮助。

欢迎大家阅读参考学习!高中物理选修3-5知识一、动量守恒定律1、动量守恒定律的条件:系统所受的总冲量为零(不受力、所受外力的矢量和为零或外力的作用远小于系统内物体间的相互作用力)，即系统所受外力的矢量和为零。

(碰撞、爆炸、反冲)注意:内力的冲量对系统动量是否守恒没有影响，但可改变系统内物体的动量。

内力的冲量是系统内物体间动量传递的原因，而外力的冲量是改变系统总动量的原因。

2、动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/ (规定正方向) △p1=-△p2/3、某一方向动量守恒的条件:系统所受外力矢量和不为零，但在某一方向上的力为零，则系统在这个方向上的动量守恒。

必须注意区别总动量守恒与某一方向动量守恒。

4、碰撞(1)完全非弹性碰撞:获得共同速度，动能损失最多动量守恒， ;(2)弹性碰撞:动量守恒，碰撞前后动能相等;动量守恒，;动能守恒， ;特例1:A、B两物体发生弹性碰撞，设碰前A初速度为v0，B静止，则碰后速度，vB= .特例2:对于一维弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度(即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前A的速度)(3)一般碰撞:有完整的压缩阶段，只有部分恢复阶段，动量守恒，动能减小。

5、人船模型--两个原来静止的物体(人和船)发生相互作用时，不受其它外力，对这两个物体组成的系统来说，动量守恒，且任一时刻的总动量均为零，由动量守恒定律，有mv = MV (注意:几何关系)二、量子理论的建立黑体和黑体辐射1、量子理论的建立:1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量子ε= hν。

实验七验证动量守恒定律实验原理与操作利用气垫导轨完成碰撞实验①测质量:用天平测出两滑块的质量②安装:正确安装好气垫导轨③测速:测出两滑块碰撞前、后的速度用两摆球碰撞验证动量守恒定律①测质量:用天平测出两球的质量②安装:把两个等大的小球用等长悬线悬挂起来③实验:一个小球静止,拉起另一个小球,然后松手,两球相碰④测速:测碰撞后小球摆起的角度,算出对应的小球速度在光滑桌面上完成两车碰撞实验①测质量:用天平测出两小车的质量②安装:将打点计时器固定在光滑桌面的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车A的后面,在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥③实验:接通电源,让小车A运动,小车B静止,两车碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连接成整体,随后两车一起运动④测速:通过纸带上两计数点间的距离及打下两计数点的时间间隔,由v＝ΔxΔt算出两车碰撞前、后的速度利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律①测质量:用天平测出两小球的质量,且m入射＞m被碰②安装:调整固定斜槽使斜槽末端水平③铺纸:白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好,记下重垂线所指的位置O④找平均位置点:每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,小球滚下10次,用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面,找圆心；再将被碰小球放在图示位置处使其被入射小球碰撞后落下(入射小球的起始位置始终不变),经过10次碰撞后,用同样的方法找入射小球和被碰小球落点所在最小圆的圆心⑤测距离:用刻度尺量出O到所找各圆心的距离注意事项(1)碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。

(2)若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时,注意利用水平仪确保导轨水平。

(3)若利用摆球进行实验,两小球静放时球心应在同一水平线上,且刚好接触,摆线竖直,将小球拉起后,两条摆线应在同一竖直平面内。

(4)若利用长木板进行实验,可在长木板下垫一个小木片以平衡摩擦力。

(5)若利用斜槽进行实验,入射球质量m1要大于被碰球质量m2,即m1>m2,防止碰后m1被反弹,且两球半径r1＝r2＝r。

高中物理选修3-5动量守恒定律知识点总结动量守恒定律是物理课本选修3-5的内容，高中学生需要掌握重点知识点，下面小编给大家带来高中物理动量守恒定律知识点，希望对你有帮助。

高中物理动量守恒定律知识点 1. 动量守恒定律：研究的对象是两个或两个以上物体组成的系统，而满足动量守恒的物理过程常常是物体间相互作用的短暂时间内发生的。

2. 动量守恒定律的条件：(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力合力为零(不管物体间是否相互作用)，此时合外力冲量为零，故系统动量守恒。

当系统存在相互作用的内力时，由牛顿第三定律得知，相互作用的内力产生的冲量，大小相等，方向相反，使得系统内相互作用的物体动量改变量大小相等，方向相反，系统总动量保持不变。

即内力只能改变系统内各物体的动量，而不能改变整个系统的总动量。

(2)近似守恒：当外力为有限量，且作用时间极短，外力的冲量近似为零，或者说外力的冲量比内力冲量小得多，可以近似认为动量守恒。

(3)单方向守恒：如果系统所受外力的矢量和不为零，而外力在某方向上分力的和为零，则系统在该方向上动量守恒。

3. 动量守恒定律应用中需注意：(1)矢量性：表达式m1v1+m2v2=中守恒式两边不仅大小相等，且方向相同，等式两边的总动量是系统内所有物体动量的矢量和。

在一维情况下，先规定正方向，再确定各已知量的正负，代入公式求解。

(2)系统性：即动量守恒是某系统内各物体的总动量保持不变。

(3)同时性：等式两边分别对应两个确定状态，每一状态下各物体的动量是同时的。

(4)相对性：表达式中的动量必须相对同一参照物(通常取地球为参照物).4. 碰撞过程是指物体间发生相互作用的时间很短，相互作用过程中的相互作用力很大，所以通常可认为发生碰撞的物体系统动量守恒。

按碰撞前后物体的动量是否在一条直线上，有正碰和斜碰之分，中学物理只研究正碰的情况;碰撞问题按性质分为三类。

(1)弹性碰撞碰撞结束后，形变全部消失，碰撞前后系统的总动量相等，总动能不变。

7 实验：探究动量守恒定律[目标定位] 1.明确探究物体碰撞中动量变化规律的基本思路.2.掌握直线运动物体速度的测量方法.猜想与假设为了使问题简化，这里研究两个物体的碰撞，且碰撞前两物体沿同一直线运动，碰撞后仍沿这一直线运动．设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′，如果速度与我们规定的正方向相同取正值，相反取负值．根据实验求出两物体碰前动量p＝m1v1＋m2v2，碰后动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看p与p′是否相等，从而验证动量守恒定律．实验设计实验设计需要考虑的问题：(1)如何保证碰撞前后两物体速度在一条直线上．(2)如何测定碰撞前、后两物体的速度．实验案例气垫导轨上的实验气垫导轨、气泵、光电计时器、天平等．气垫导轨装置如图1所示，由导轨、滑块、挡光片、光电门等组成，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，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上(如图2所示，图中气垫层的厚度放大了很多倍)，这样大大减小了由摩擦产生的影响．图1图2(1)质量的测量：用天平测量． (2)速度的测量：用光电计时器测量．设Δx 为滑块(挡光片)的宽度，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间，则v ＝ΔxΔt.预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中实验步骤1．如图2所示调节气垫导轨，使其水平．是否水平可按如下方法检查：打开气泵后，导轨上的滑块应该能保持静止．2．按说明书连接好数字计时器与光电门．3．如图3所示，把中间夹有弯形弹簧片的两滑块置于光电门中间保持静止，烧断拴弹簧片的细线，测出两滑块的质量和速度，将实验结果记入设计好的表格中．图34．如图4所示，在滑块上安装好弹性碰撞架．将两滑块从左、右以适当的速度经过光电门后在两光电门中间发生碰撞，碰撞后分别沿各自碰撞前相反的方向运动再次经过光电门，光电计时器分别测出两滑块碰撞前后的速度．测出它们的质量后，将实验结果记入相应表格中．图45．如图5所示，在滑块上安装好撞针及橡皮泥，将装有橡皮泥的滑块停在两光电门之间，装有撞针的滑块从一侧经过光电门后两滑块碰撞，一起运动经过另一光电门，测出两滑块的质量和速度，将实验结果记入相应表格中．图56．根据上述各次碰撞的实验数据寻找物体碰撞中动量变化的规律．气垫导轨实验数据记录表典例分析【例1】现利用图6(a)所示的装置验证动量守恒定律．在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．图6实验测得滑块A 的质量m 1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m 2＝0.108 kg ，遮光片的宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰．碰后光电计时器显示的时间为Δt B ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示．若实验允许的相对误差绝对值(|碰撞前后总动量之差碰前总动量|×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程． 答案 见解析解析 滑块运动的瞬时速度大小v 为 v ＝Δs Δt① 式中Δs 为滑块在时间Δt 内走过的路程．设纸带上打出相邻两点的时间间隔为T ，则 T ＝1f＝0.02 s ② 设在A 碰撞前后瞬时速度大小分别为v 0、v 1，将②式和图给实验数据代入①式可得： v 0＝4.00×10－20.02 m/s ＝2.00 m/s ③v 1＝1.94×10－20.02m/s ＝0.970 m/s ④设B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式有v 2＝dΔt B ⑤代入题所给的数据可得：v 2＝2.86 m/s ⑥ 设两滑块在碰撞前后的动量分别为p 和p′，则 p ＝m 1v 0⑦ p′＝m 1v 1＋m 2v 2⑧两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 δγ＝|p －p′p|×100%⑨联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据， 可得：δγ＝1.7%<5%⑩因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律．【例2】 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的动量变化规律”的实验，气垫导轨装置如图7所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成．图7(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接通光电计时器；④把滑块2静止放在气垫导轨的中间； ⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动；⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑块1通过光电门1的挡光时间Δt 1＝10.01 ms ，通过光电门2的挡光时间Δt 2＝49.99 ms ，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt 3＝8.35 ms ；⑧测出挡光片的宽度d ＝5 mm ，测得滑块1(包括撞针)的质量为m 1＝300 g ，滑块2(包括弹簧)质量为m 2＝200 g ；(2)数据处理与实验结论： ①实验中气垫导轨的作用是：A.___________________________________________________________， B ．__________________________.②碰撞前滑块1的速度v 1为________m/s ；碰撞后滑块1的速度v 2为________m/s ；滑块2的速度v 3为________m/s ；(结果保留两位有效数字)③在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出碰撞前后系统的总动量和总动能如何变化？通过对实验数据的分析说明理由． a ．________________________； b ．________________________.答案 ①A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差． B ．保证两个滑块的碰撞是一维的． ②0.50 0.10 0.60③a.系统碰撞前、后质量与速度的乘积之和不变 b ．碰撞前后总动能不变解析 ①A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差． B ．保证两个滑块的碰撞是一维的． ②滑块1碰撞之前的速度v 1＝d Δt 1＝5×10－310.01×10－3 m/s ＝0.50 m/s ；滑块1碰撞之后的速度v 2＝d Δt 2＝5×10－349.99×10－3 m/s ＝0.10 m/s ；滑块2碰撞后的速度v 3＝d Δt 3＝5×10－38.35×10－3 m/s ＝0.60 m/s ；③a.系统碰撞前后质量与速度的乘积之和不变．原因：系统碰撞之前的质量与速度的乘积m 1v 1＝0.15 kg m/s ，系统碰撞之后的质量与速度的乘积之和m 1v 2＋m 2v 3＝0.15 kg·m/s b ．碰撞前后总动能不变．原因：碰撞前的总动能E k1＝12m 1v 21＝0.037 5 J碰撞之后的总动能E k2＝12m 1v 22＋12m 2v 23＝0.037 5 J所以碰撞前后总动能相等．【例3】 某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中动量变化规律”的实验：在小车A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速运动，然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．他设计的实验具体装置如图8所示，在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器使用的电源频率为50 Hz ，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．图8(1)若实验已得到的打点纸带如图9所示，并测得各计数点间距(标在图上)，则应该选________段来计算A 的碰撞前速度；应选________段来计算A 和B 碰后的共同速度(选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)．图9(2)已测得小车A的质量m A＝0.40 kg，小车B的质量m B＝0.20 kg.由以上测量结果可得：碰前m A v A＝________kg·m/s；碰后：(m A＋m B)v共＝________kg·m/s.由此得出结论是__________________________________________．(本题计算结果均保留三位有效数字)答案(1)BC DE(2)0.420 0.417 结论见解析解析(1)小车碰前做匀速直线运动，打出纸带上的点应该是间距均匀的，故计算小车碰前的速度应选BC 段．CD段上所打的点由稀变密，可见在CD段A、B两小车相互碰撞．A、B碰撞后一起做匀速直线运动，所以打出的点又是间距均匀的，故应选DE段计算碰后的速度．(2)碰撞前：v A＝BCΔt＝0.10500.1m/s＝1.05 m/s，碰撞后：v A′＝v B′＝v共＝DEΔt＝0.069 50.1m/s＝0.695 m/s.碰撞前：m A v A＝0.40×1.05 kg·m/s＝0.420 kg·m/s碰撞后：(m A＋m B)v共＝0.60×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s由于0.420≈0.417由此得出的结论是在误差允许的范围内，一维碰撞过程中，两物体的总动量保持不变.1.用如图10所示的装置也可以完成“探究碰撞中动量变化规律”实验．(1)若实验中选取的A、B两球半径相同，为了使A、B发生一维碰撞，应使两球悬线长度________，悬点O1、O2之间的距离等于________．(2)若A、B两球的半径不相同，利用本装置能否完成实验？如果你认为能完成，请说明如何调节？图10答案(1)相等球的直径(2)见解析解析(1)为了保证一维碰撞，碰撞点应与两球同在一条水平线上．故两球悬线长度相等，O1、O2之间距离等于球的直径．(2)如果两球的半径不相等，也可完成实验．调整装置时，应使O1、O2之间距离等于两球的半径之和，两球静止时，球心在同一水平高度上．2．水平光滑桌面上有A、B两个小车，质量分别是0.6 kg和0.2 kg.A车的车尾拉着纸带，A车以某一速度与静止的B车发生一维碰撞，碰后两车连在一起共同向前运动．碰撞前后打点计时器打下的纸带如图11所示．根据这些数据，请猜想：把两小车加在一起计算，有一个什么物理量在碰撞前后是相等的？(打点计时器的频率为50 Hz)图11答案见解析解析由纸带看出，A小车碰前及和B小车碰后都是向右运动，且两部分都打出均匀的点，说明A车碰前、碰后都可看成做匀速直线运动．由右边5个点计算出碰前A车的速度：v A＝6.60.08cm/s＝82.5 cm/s＝0.825m/s.由左边6个点计算出A与B一起运动的速度：v AB＝6.2 cm0.02×5 s＝62 cm/s＝0.62 m/s，碰撞前A车的质量与速度的乘积：m A v A＝0.6 kg×0.825 m/s＝0.495 kg·m/s，碰撞后A与B一起运动的质量与速度的乘积：(m A＋m B)v AB＝(0.6＋0.2) kg×0.62 m/s＝0.496 kg·m/s，结论：在实验误差允许范围内，碰撞前后A、B两车的质量与速度乘积矢量和是相等的.(时间：60分钟)题组一对基本实验原理的理解1．在利用悬线悬挂等大小球“探究碰撞中动量变化规律”的实验中，下列说法不正确的是( ) A ．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B ．由静止释放小球，以便较准确地计算小球碰前速度C ．两小球必须都是刚性球，且质量相同D ．两小球碰后可以粘在一起共同运动 答案 C解析 两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以A 正确；由于计算碰撞前速度时用到了mgh ＝12mv2－0，即初速度要求为0，B 正确；本实验中对小球是否有弹性无要求，C 错误；两球正碰后，有各种运动情况，所以D 正确，故选C.2．利用气垫导轨做“探究碰撞中动量变化规律”的实验时，不需要测量的物理量是( ) A ．滑块的质量 B ．挡光时间 C ．挡光片的宽度 D ．滑块移动的距离答案 D解析 根据实验原理可知，滑块的质量、挡光时间、挡光片的宽度都是需要测量的物理量，其中滑块的质量用天平测量，挡光时间用光电计时器测量，挡光片的宽度可事先用刻度尺测量；只有滑块移动的距离不需要测量，故选项D 正确．3．(多选)若用打点计时器做“探究碰撞中动量变化规律”的实验，下列操作正确的是( ) A ．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量 B ．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起 C ．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车 D ．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源 答案 BC解析 相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后两车能粘在一起共同运动，这种情况能得到能量损失最大的碰撞，选项A 错、B 正确；应当先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车，小车释放以后再打开电源，纸带上能打上点的距离较短，不容易得到实验数据，故选项C 正确、D 错．题组二 数据处理及误差分析4．用图1示装置研究碰撞中动量变化规律，气垫导轨水平放置，挡光板宽度9.0 mm ，两滑块被弹簧弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为0.040 s ，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为0.060 s ，左侧滑块质量100 g ，左侧滑块m 1v 1大小为________g·m/s，右侧滑块质量149 g ，两滑块总动量m 1v 1＋m 2v 2＝________g·m/s.图1答案 22.5 0解析 左侧滑块的速度为： v 1＝d 1t 1＝9.0×10－3m 0.040 s＝0.225 m/s则左侧滑块m 1v 1＝100 g×0.225 m/s＝22.5 g·m/s 右侧滑块的速度为：v 2＝d 2t 2＝9.0×10－3m 0.060 s ＝0.15 m/s则右侧滑块m 2v 2＝149 g×(－0.15 m/s)≈－22.5 g·m/s 可见两滑块m 1v 1＋m 2v 2＝0.5．如图2所示为气垫导轨上两个滑块A 、B 相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz ，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动．已知滑块A 、B 的质量分别为200 g 、300 g ，根据照片记录的信息，A 、B 离开弹簧后，A 滑块做________运动，其速度大小为________m/s，本实验中得出的结论是___________________________________________________________________．图2答案匀速0.09 碰撞前后滑块A、B总动量不变解析碰撞前：v A＝0，v B＝0，所以有m A v A＋m B v B＝0碰撞后：v A′＝0.09 m/s，v B′＝0.06 m/s规定向右为正方向，则有m A v A′＋m B v B′＝0.2×(－0.09)kg·m/s＋0.3×0.06 kg·m/s＝0则由以上计算可知：m A v A＋m B v B＝m A v A′＋m B v B′.6．在“探究碰撞中动量变化规律”的实验中，下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况．实验仪器如图3所示．图3实验过程：(1)调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作．(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L.(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)．(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2.(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上，让滑块2处于静止状态(v2＝0)，用滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间)，撞后两者粘在一起，分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t1和碰后通过光电门的遮光时间t2.(6)先根据v＝L/t计算滑块1碰撞前的速度v1及碰后两者的共同速度v；再计算两滑块碰撞前后的质量与速度乘积，并比较两滑块碰撞前后的质量与速度乘积之和．实验数据：m1＝0.324 kg，m2＝0.181 kg，L＝1.00×10－3 mv1 m·s－1vm·s－1v2m·s－1vm·s－1m2v2kg·m/sm1＋m2vkg·m/s题组三实验原理的创新与设计7．如图4所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和带固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做探究碰撞中动量变化规律的实验：图4(1)把两滑块A 和B 紧贴在一起，在A 上放质量为m 的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A 和B ，在A 和B 的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态．(2)按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A 和B 与挡板C 和D 碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A 运动至C 的时间t 1，B 运动至D 的时间t 2. (3)重复几次取t 1、t 2的平均值． 请回答以下几个问题：①在调整气垫导轨时应注意_________________________________________________________________； ②应测量的数据还有________________________________________________________________； ③作用前A 、B 两滑块总动量为________，作用后A 、B 两滑块总动量为________． 答案 ①用水平仪测量并调试使得导轨水平 ②A 至C 的距离L 1、B 至D 的距离L 2 ③0 (M ＋m)L 1t 1－M L 2t 2解析 ①为了保证滑块A 、B 作用后做匀速直线运动，必须使气垫导轨水平，需要用水平仪加以调试． ②要求出A 、B 两滑块在卡销放开后的速度，需测出A 至C 的时间t 1和B 至D 的时间t 2，并且要测量出两滑块到挡板的运动距离L 1和L 2，再由公式v ＝st求出其速度．③设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度分别为v A ＝L 1t 1，v B ＝－L 2t 2.碰前两滑块静止，v ＝0，总动量为0；碰后两滑块的总动量为(M ＋m)L 1t 1－M L 2t 2.。