③寒假提升练-13 力学实验综合练2025年高二物理寒假衔接讲练 (人教版)

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☛第一层 巩固提升练（3大题型）
题型1 验证动量守恒定律
题型2 利用现代方法验证动量守恒定律
题型3 用单摆测量重力加速度的大小
☛第二层 能力提升练
☛第三层 拓展突破练
验证动量守恒定律
1．（23-24高一下·福建福州·期末）在“验证动量守恒定律”的实验中，先让质量为m1的钢球A 从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的空心钢球B 放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点，如图1所示。
(1)为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1>m2，若满足关系式 则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒；
(2)某同学记录小球三个落点的平均位置时发现M和N偏离了OP方向，如图2所示。下列相关说法正确的是___________。
A．造成M和N偏离了 OP方向的原因是两小球的碰撞不是对心正碰
B．两球在碰撞过程中动量不守恒
2．（23-24高二下·浙江台州·期中）如图为“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验装置。
(1)有关本实验装置或操作要求，下列说法正确的是 。（多选）
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道的末端切线必须保持水平
C．入射球A和被碰球B的质量必须相等
D．入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放
E．实验中必须测量释放位置到抛出点的高度h和抛出点离地的高度H，才能算出小球碰撞前后的速度
(2)若两球碰撞前后的动量守恒，则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式为 （用mA、mB、OM、OP、ON表示）。
3．（2024·湖南邵阳·二模）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2（m1>m2）。将硬币a放置在斜面上某一位置，标记此位置为B。由静止释放a，当a停在水平面上某处时，测量a从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币b放置在O处，左侧与O点重合，将a放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量a、b从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。
(1)在本实验中，b选用的是 （选填“一元”或“一角”）硬币；
(2)碰撞后，b在O点时速度的大小可表示为 （设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）；
(3)若a、b发生弹性碰撞，则 。
4．（23-24高三下·重庆南岸·开学考试）用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为：
①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；
②让质量为的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置；
③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为，如图乙，分析数据：
（1）入射球直径和被碰球直径应满足关系 （选填“>”、“=”或“”“=”或“