考点20 实验：验证动量守恒定律
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2025-03-17
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《金版教程》高考总复习首选用卷·物理(旧高考)
考点 20 实验：验证动量守恒定律
题组一 基础与经典题
1．如图甲所示，在做验证动量守恒定律实验时，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。在小车 A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为
50 Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。
(1)若打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)。A为打下的
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。(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)
(2)已测得小车 A的质量 m1＝0.40 kg，小车 B的质量 m2＝0.20 kg，由以上测
量结果可得碰前总动量为________ kg·m/s，碰后总动量为________ kg·m/s。实验
结论：______________________________________。(计算结果保留三位有效数
字)
答案 (1)BC DE (2)1.26 1.25 在误差允许的范围内，碰撞前后系统动
量守恒
解析 (1)推动小车 A由静止开始运动，故小车 A有加速过程，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，由纸带上的点迹规律可知
BC 段为 A匀速运动的阶段，故选 BC 段计算 A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
通过的位移相同，由以上分析可知应选 DE 段来计算 A和B碰后的共同速度。
(2)由题图乙可知，BC＝31.50 cm＝0.3150 m，DE＝20.85 cm＝0.2085 m；碰
前A的速度：v1＝＝ m/s＝3.15 m/s，碰后 A、B的共同速度：v2＝＝ m/s＝2.085
m/s；碰前总动量：p1＝m1v1＝0.40×3.15 kg·m/s＝1.26 kg·m/s，碰后的总动量：
p2＝(m1＋m2)v2＝0.60×2.085 kg·m/s≈1.25 kg·m/s，由此可说明在误差允许的范
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围内，碰撞前后系统动量守恒。
2．用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块 A和B相碰的端面上
装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平：在导轨上只放滑块 A，轻推一下滑块 A，
其通过光电门 1和光电门 2的时间分别为 t1、t2，若 t1________(填“>”“＝”或
“<”)t2，则说明气垫导轨水平。
(2)滑块 A置于光电门 1的左侧，滑块 B静置于两光电门间的某一适当位置。
给A一个向右的初速度，通过光电门 1的时间为 Δt1，A与B碰撞后 A再次通过
光电门 1的时间为 Δt2，滑块 B通过光电门 2的时间为 Δt3。为完成该实验，还必
须测量的物理量有________。
A．挡光片的宽度 d
B．滑块 A的总质量 m1
C．滑块 B的总质量 m2
D．光电门 1到光电门 2的间距 L
(3)若滑块 A和B组成的系统在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达
式为：________________________(用已知量和测量量表示)。
答案 (1)＝ (2)BC (3)m1＝m2－m1
解析 (1)当气垫导轨水平时，滑块 A在导轨上做匀速直线运动，所以滑块 A
经过两光电门时用时相等，即 t1＝t2。
(2)本实验需要验证动量守恒定律，所以在实验中必须要测量滑块 A、B各自
的总质量和碰撞前后的速度，速度可以根据挡光片的宽度和滑块通过光电门的时
间求解，两滑块上挡光片宽度相等，其宽度可以在数据处理的过程中消去，所以
不需要测量挡光片的宽度，故选 B、C。
(3)根据速度公式可知，碰前 A的速度大小为 v0＝，碰后 A的速度大小为 v1
＝，B的速度大小为 v2＝，设碰撞前 A的运动方向为正方向，根据动量守恒定律
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可知，应验证的表达式为：m1v0＝m2v2－m1v1，联立并化简可得：m1＝m2－m1。
3．(1)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。
实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞时机械
能损失最大，应选图________(填“甲”或“乙”)，若要求碰撞时机械能损失最
小，则应选图________(填“甲”或“乙”)。(图甲两滑块分别装有弹性圈，图乙
两滑块分别装有撞针和橡皮泥)
(2)某次实验时碰撞前 B滑块静止，A滑块匀速向 B滑块运动并发生碰撞，
利用闪光照相的方法连续 4次拍摄得到的闪光照片如图丙所示。已知相邻两次闪
光的时间间隔为T，在这 4次闪光的过程中，A、B两滑块均在0～80 cm 的范围
内，且第1次闪光时，滑块 A恰好位于 x＝10 cm 处。若 A、B两滑块的碰撞时间
及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第 1次闪光后的____
____时刻，A、B两滑块的质量比mA∶mB＝________。
答案 (1)乙 甲 (2)2.5T 2∶3
解析 (1)图乙中由于两滑块分别装有撞针和橡皮泥，则两滑块相碰后成为
一体，机械能的损失最大；而图甲中两滑块分别装有弹性圈，二者碰后即分离，
机械能的损失最小。
(2)由图丙可知，前两段闪光时间间隔内A的位移相同，A、B不可能相碰；
而由题意可知，B开始时静止，而碰后 B一定向右运动，故 B开始时静止在 60
cm 处，由此可知，在第 1次闪光后的 2.5T时A、B发生碰撞；设碰前 A的速度大
小为 v，则碰后 A的速度大小为，碰后 B的速度大小为 v，取向右为正方向，根
据动量守恒定律得 mAv＝－mA·＋mBv，解得＝。
4.某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律。他进行了如下操作：
①将固定在铁架台上的斜槽轨道末端调整水平；②将质量为 m1的小球1从斜槽
上适当的某点 A由静止释放，离开斜槽末端时的速度记为v1；③将质量为 m2的
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《金版教程》高考总复习首选用卷·物理(旧高考)考点20 实验：验证动量守恒定律 题组一 基础与经典题1．如图甲所示，在做验证动量守恒定律实验时，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。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。(1)若打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)。A为打下的第一点，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。(以上两空选填“AB”“BC”“CD...
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