某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验；气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
（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Δt1=10.01ms,通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99ms,滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=8.35ms；
⑧测出挡光片的宽度d=5mm,测得滑块1（包括撞针）的质量为m1=300g,滑块2（包括弹簧）质量为m2=200g；
（2）数据处理与实验结论：
①实验中气垫导轨的作用是 a、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。a、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碰撞前滑块l的速度v1为 0.500.50m/s；碰撞后滑块1的速度v2为 0.100.10m/s；滑块2的速度v3为 0.600.60m/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，同学们可以探究出哪些物理量是不变的？通过对实验数据的分析说明理由。（至少回答2个不变量）。
a. 系统碰撞前后总动量不变系统碰撞前后总动量不变b. 碰撞前后总动能不变碰撞前后总动能不变。
【考点】验证动量守恒定律．
【答案】a、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。；0.50；0.10；0.60；系统碰撞前后总动量不变；碰撞前后总动能不变
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：188引用：11难度：0.5
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1．如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：
先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。
接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．小球1质量应大于小球2的质量
（2）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有 。
A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r
（3）当所测物理量满足表达式 （用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式 （用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失。
（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′．用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3．则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 （用所测物理量的字母表示）。发布：2024/12/29 19:30:1组卷：355引用：33难度：0.3 -
2．某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律．并进行如下的实验操作：组装好实验器材，将小球1由图中的挡板处静止释放，记录小球1在竖直挡板上的撞击点；将直径相等的小球2放在导轨的末端（小球1的质量大于小球2的质量），记录在竖直挡板上的水平投影点O；然后将小球1由挡板处静止释放，记录小球1、小球2在竖直挡板上的撞击点．回答下列问题：
（1）小球1与小球2相碰后，两球撞在竖直挡板上得到痕迹，其中小球1碰后撞在木板上的 （填“a”“b”或“c”）点．
（2）为了完成实验的验证，需要测量的物理量有 ．（填字母）
A．小球的直径d
B．小球1、小球2的质量m1、m2
C．轨道末端与竖直挡板之间的距离x
D．依次测量出图中a、b、c三点到O点的距离h1、h2、h3
（3）若两球碰撞过程动量守恒，则关系式 成立．（用需要测量的物理量的符号表示）发布：2024/12/29 20:0:1组卷：132引用：3难度：0.4 -
3．如图甲所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量 （填选项前的符号）间接地解决这个问题。
A.小球开始释放的高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球平抛运动的水平射程
②图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛水平射程。然后，把被碰小球m2静置于水平轨道末端，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是 。（填选项前的符号）OP
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放的高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量两小球相碰后平抛水平射程、OMON
③本实验中只要关系式 成立，即说明两球碰撞过程中动量守恒（请在m1、m2、h、H、、OP、OM中选取合适的字母表示）。ON发布：2024/12/29 20:0:1组卷：126引用：2难度：0.5
