6．某同学用图实－7－10所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验．先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．

图实－7－10

(1)本实验必须测量的物理量有________；

A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H

B．小球a、b的质量m_a、m_b

C．小球a、b的半径r

D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t

E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC

F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h

(2)根据实验要求，m_a__________m_b(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(3)放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？如果不是同时落地，对实验结果有没

有影响？(不必作分析)__________________________________；

(4)为测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的

O点对齐，图实－7－11给出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为

__________ cm；

图实－7－11

(5)按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是___________________________．

解析：(1)必须测量的物理量有两小球的质量m_a、m_b，各落点A、B、C到O点的距离

OA、OB、OC，故选B、E.

(2)为使a球碰b后不反弹，必须有m_a>m_b.

(3)b球被碰飞出后，a球还要在水平段运动一小段，因此，b球先落地，但不影响实验

结果．

(4)a点位置的范围大致在45.85-46.05 cm，中心位置大约在45.95 cm.

(5)m_aOB＝m_aOA+m_bOC

答案：(1)BE　(2)大于

(3)b球先落地，对实验结果无影响

(4)45.95±0.02　(5)m_aOB＝m_aOA+m_bOC

5．某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”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，然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．他设计的具体装置如图实－7－8所示，在小车后连接着纸带，电磁打点计时器使用的电源频率为50 Hz，长木板垫着小木片以平衡摩擦力．

图实－7－8

(1)若已得到打点纸带如图实－7－9所示，并测得各计数点间距(标在图上)．A为运动

起点，则应该选择________段来计算A碰前的速度，应选择________段来计算A和B

碰后的共同速度．(以上空格选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”)

图实－7－9

(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m₁v₀＝________ kg·m/s；碰后(m₁+m₂)v_共＝________ kg·m/s.

由此得出结论________________________________________________________．

解析：(1)分析纸带上的点迹可以看出，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车具有较大的速度，故BC段能准确地描述小车A碰前的运动情况，应当选择BC段计算小车A碰前的速度，而DE段内小车运动稳定，故应选择DE段计算碰后A和B的共同速度．

(2)小车A碰撞前的速度

v₀＝＝ m/s＝1.050 m/s

小车A在碰撞前

m₁v₀＝0.40×1.050 kg·m/s＝0.420 kg·m/s

碰后A和B的共同速度

v_共＝＝ m/s＝0.695 m/s

碰撞后A和B：

(m₁+m₂)v_共＝(0.20+0.40)×0.695 kg·m/s

＝0.417 kg·m/s

结论：在误差允许的范围内，碰撞中mv的矢量和是守恒的．

答案：(1)BC　DE　(2)0.420　0.417　在误差允许的范围内，碰撞中mv的矢量和是守

恒的

4．在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图实－7－7甲、乙所示的两种装置：

图实－7－7

(1)若入射小球质量为m₁，半径为r₁；被碰小球质量为m₂，半径为r₂，则　 (　)

A．m₁＞m₂，r₁＞r₂　　　B．m₁＞m₂，r₁＜r₂

C．m₁＞m₂，r₁＝r₂ 　D．m₁＜m₂，r₁＝r₂

(2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________．

A．直尺　B．游标卡尺　C．天平　D．弹簧测力计　E．秒表

(3)设入射小球的质量为m₁，被碰小球的质量为m₂，则在用图甲所示装置进行实验时(P

为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为

________________________________________________________________________．

(用装置图中的字母表示)

解析：(1)为防止反弹造成入射球返回斜槽，要求入射球质量大于被碰球质量，即m₁＞

m₂，为使入射球与被碰球发生对心碰撞，要求两小球半径相同．故选项C正确．

(2)设a球碰前的速度为v₁，a、b相碰后的速度分别为v₁′、v₂′.由于两球都从同一高度做平抛运动，当以运动时间为一个计时单位时，可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度．因此，验证的动量守恒关系m₁v₁＝m₁v₁′+m₂v₂′可表示为m₁x₁＝m₁x₁′+m₂x₂′.所以需要直尺、天平，而无需弹簧测力计、秒表．由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的，两球的半径不必测量，故无需游标卡尺．

(3)得出验证动量守恒定律的结论应为m₁OP＝m₁OM+m₂O′N.

答案：(1)C　(2)AC　(3)m₁OP＝m₁OM+m₂O′N

3．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弹簧，如图实－7－6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，验证木块间相互作用时动量守恒．

图实－7－6

(1)该同学还必须有的器材是________________.

(2)需要直接测量的数据是________________．

(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是__________________________________．

解析：这个实验的思路与课本上采用的实验的原理完全相同，也是通过测平抛运动的

水平位移来代替它们作用完毕时的速度．

答案：(1)刻度尺、天平　(2)两木块的质量m₁、m₂和两木块落地点分别到桌子两侧边

的水平距离x₁、x₂

(3)m₁x₁＝m₂x₂

2．在做“验证动量守恒定律”的实验中，实验必须要求的条件是　　　　　　 (　)

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端的切线是水平的

C．入射球每次都要从同一高度由静止滚下

D．碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行

解析：做本实验时，应注意每次实验时入射小球与被碰小球碰前速度相同，且方向水平，故B、C、D三项正确．至于斜槽是否光滑无需考虑，A项错误．

答案：BCD

1．在“验证动量守恒定律”的实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中，正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球的入射速度越小，误差越小

B．释放点越高，两球碰后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确

C．释放点越高，两球相碰时相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小

D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，水平槽对被碰小球的阻力越小

解析：该实验产生误差的主要原因有：(1)两球相碰时水平方向外力的影响；(2)小球做平抛运动时水平位移测量不准确；(3)没有确保两球在水平方向发生正碰．综上可知B、C选项正确．

答案：BC

8．(2009·上海高考)利用图实－5－16(a)所示实验装置可粗略测量人吹气产生的压强．两

端开口的细玻璃管水平放置，管内塞一潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，

棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始

时棉球的静止位置与管口B的距离x，落地点C与管口B的水平距离l，然后多次改

变x，测出对应的l，画出l²－x关系图线如图(b)所示，并由此得出相应的斜率k.

图实－5－16

(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端

飞出时速度v₀＝________.

(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，

重力加速度g、大气压强p₀均为已知，利用图(b)中拟合直线的斜率k可得，管内气

体压强p＝________.

(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦力，则(2)中得到的p与实际压强相比

________(填：偏大、偏小)．

解析：(1)l＝v₀t，h＝gt²，得v₀＝l .

(2)(p－p₀)Sx＝mv₀²

故l²＝x＝kx

因而有：p＝p₀+.

(3)因没有考虑摩擦阻力的作用，求出的压强偏小．

　 答案：(1)l 　(2)p₀+　(3)偏小

7．(2010·南京模拟)为了探究功与物体速度变化的关系，现提供如图实－5－14所示的

器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列

问题．(打点计时器交流电频率为50 Hz)

图实－5－14

(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？

________________________________________________________________________.

(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第

3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，我们把第1次实验时橡

皮筋对小车做的功记为W.

(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图

实－5－15所示是其中四次实验打出的部分纸带．

图实－5－15

　 (4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表.

从表中数据可得出结论：__________________________________________________.

解析：(1)将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车缓慢匀速下滑．

(4)由匀速运动的速度公式v＝，即可求出小车的速度，其中x从图上读出分别为2.00

cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm，t＝T＝＝0.02 s.

在误差允许的范围内，橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比．

答案：见解析

6．(2010·珠海模拟)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实

验，他的操作步骤是：

①连接好实验装置如图实－5－13所示．

②将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．

③在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在

拉线的挂钩P上．

④释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带．

图实－5－13

(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条．经测量、计算，得到如下

数据：

①第一个点到第N个点的距离为40.0 cm.

②打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉

力，拉力对小车做的功为________J，小车动能的增量为________J.

(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”，且

误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学

的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因有：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.　　　　

解析：(1)拉力F＝mg＝0.050×9.8 N＝0.49 N，

拉力对小车做的功W＝F×l＝0.49×0.400 J＝0.196 J

小车动能的增量ΔE_k＝mv²＝×0.200×1.00² J

＝0.100 J

(2)误差很大的可能原因：①小车质量不满足远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力；

③先放小车后开电源，使打第一个点时，小车已有了一定的初速度．

　 答案：(1)0.196　0.100

　 (2)①小车质量没有远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力；

　 ③操作错误：先放小车后开电源

5．在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A.打点计

时器；B.天平；C秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、

砝码盘；H.薄木板．

(1)其中多余的器材是____________，缺少的器材是__________________．

(2)测量时间的工具是__________________；测量质量的工具是

____________________．

(3)图实－5－12所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直

线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T.请分析，

利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请说出做法，并对

这种做法做出评价．

图实－5－12

解析：(1)计算小车速度是利用打上点的纸带，故不需要秒表．打点计时器应使用低

压交流电源，故多余的器材是C、E.

测量点与点之间的距离要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺．

(2)测量时间的工具是打点计时器，测量质量的工具是天平．

(3)能．从A到B的过程中，恒力做的功为W_AB＝Fx_AB

物体动能的变化量为

E_kB－E_kA＝mv_B²－mv_A²＝m()²－m()²

＝m

只要验证Fx_AB＝m即可．

优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；

缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强．

答案：(1)C、E　毫米刻度尺　(2)打点计时器　天平

(3)见解析