《2025年新坐标同步练习高中物理选择性必修第一册人教版青海专版》

2. 图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定,左支点高度可调,装置上方固定一具有计时功能的摄像机。

(1)要测量滑块的动量,除了上述实验器材外,还必需的实验器材是天平。
(2)为减小重力对实验的影响,开动气泵后,调节气垫导轨的左支点,使轻推后后的滑块能在气垫导轨上近似做匀速直线运动。
(3)测得滑块 $B$ 的质量为 $197.8\ g$,两滑块碰撞前后位置 $x$ 随时间 $t$ 的变化图像如图所示,其中①为滑块 $B$ 碰前的图线。取滑块 $A$ 碰前的运动方向为正方向,由图中数据可得滑块 $B$ 碰前的动量为-0.011 $kg \cdot m \cdot s^{-1}$(保留 2 位有效数字),滑块 $A$ 碰后的图线为③(选填“②”“③”或“④”)。

答案：
(1)天平
(2)匀速直线
(3)-0.011　③

3. (2024·北京卷,T16)如图甲所示,让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。

(1)关于本实验,下列做法正确的是(AC)(填选项前的字母)。
A. 实验前,调节装置,使斜槽末端水平
B. 选用两个半径不同的小球进行实验
C. 用质量大的小球碰撞质量小的小球
(2)图甲中 $O$ 点是小球抛出点在地面上的垂直投影,首先,将质量为 $m_1$ 的小球从斜槽上的 $S$ 位置由静止释放,小球落到复写纸上,重复多次。然后,把质量为 $m_2$ 的被碰小球置于斜槽末端,再将质量为 $m_1$ 的小球从 $S$ 位置由静止释放,两球相碰,重复多次。分别确定平均落点,记为 $M$、$N$ 和 $P$($P$ 为 $m_1$ 单独滑落时的平均落点)。

a. 图乙为实验的落点记录,简要说明如何确定平均落点______；
b. 分别测出 $O$ 点到平均落点的距离,记为 $OP$、$OM$ 和 $ON$。在误差允许范围内,若关系式______成立,即可验证碰撞前后动量守恒。
(3)受上述实验的启发,某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示,用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的 $O$ 点和 $O^\prime$ 点,两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球 1 向左拉起至 $A$ 点由静止释放,在最低点 $B$ 与静止于 $C$ 点的小球 2 发生正碰。碰后小球 1 向左反弹至最高点 $A^\prime$,小球 2 向右摆动至最高点 $D$。测得小球 1、2 的质量分别为 $m$ 和 $M$,弦长 $AB = l_1$、$A^\prime B = l_2$、$CD = l_3$。

推导说明,$m$、$M$、$l_1$、$l_2$、$l_3$ 满足______关系即可验证碰撞前后动量守恒。
(1)AC
(2)a.利用圆规画圆，尽可能用最小的圆将某位置所有的落点圈在其中，这个圆的圆心位置即为平均落点。 b.m₁·OP=m₁·OM+m₂·ON
(3)ml₁= - ml₂+Ml₃

答案：
(1)AC
(2)a.利用圆规画圆，尽可能用最小的圆将某位置所有的落点圈在其中，这个圆的圆心位置即为平均落点。 b.m₁·OP=m₁·OM+m₂·ON
(3)ml₁= - ml₂+Ml₃