2026年高考物理一轮讲义+练习(湖南专用)第29讲实验：验证动量守恒定律(复习讲义)(学生版+解析)

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\l "_Tc202550749" 01考情解码·命题预警 PAGEREF _Tc202550749 \h 1
\l "_Tc202550750" 体系构建·思维可视 PAGEREF _Tc202550750 \h 2
\l "_Tc202550751" 03核心突破·靶向攻坚 PAGEREF _Tc202550751 \h 2
\l "_Tc202550752" 考点一 教材原型实验 PAGEREF _Tc202550752 \h 2
\l "_Tc202550753" 知识点1 实验原理 PAGEREF _Tc202550753 \h 3
\l "_Tc202550754" 知识点2：研实验方案及过程 PAGEREF _Tc202550754 \h 3
考点 \l "_Tc202550755" 二：创新拓展实验 PAGEREF _Tc202550755 \h 3
\l "_Tc202550757" 考向1 创新拓展实验 PAGEREF _Tc202550757 \h 9
\l "_Tc202550758" 04真题溯源·考向感知 PAGEREF _Tc202550758 \h 13

考点一 实验：验证动量守恒定律
\l "_Tc25045" 知识点1 实验原理
在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1'、v2'，算出碰撞前的动量p＝ 及碰撞后的动量p'＝ ，比较碰撞前、后动量是否相等。
知识点2、实验方案及实验过程
\l "_Tc17630" 考向1 教材原型实验
例1 （2025·湖南·一模）小车，带滑轮的木板，打点计时器等为高中物理常见的实验器材。
(1)利用如图甲所示的实验装置可以进行的物理实验是 ，其中必须在实验前取下细线和槽码，调整木板的倾斜程度，使小车在木板上做匀速直线运动的物理实验是 。（填选项前的字母）
A．探究小车速度随时间变化的规律
B．探究加速度与物体受力、质量的关系
C． 验证小车的机械能守恒
(2)利用如图乙的实验装置验证动量守恒定律。
①在小车A前端贴上橡皮泥，接通打点计时器电源后，轻推小车A，小车A以某速度做匀速直线运动，并与置于木板上静止的小车B相碰后粘在一起，继续做匀速直线运动，得到的纸带如图丙所示。若要计算两车碰撞后的速度大小应选 段（填“AB”“BC”“CD”或“DE”）。
②设、别为两车碰撞前、后的总动量，要求验证两车动量守恒所允许的最大相对误差不能超过1%。若小车A的质量为小车B的2倍，测得、、、，则 %（结果保留两位小数），A、B两车组成的系统在误差允许的范围内动量 （填“守恒”或“不守恒”）。
【变式训练1·】（2025·天津河西·一模）如图为验证动量守恒定律的实验装置图。实验时，将斜槽固定在铁架台上，使槽末端水平。先让质量为的入射球多次从倾斜轨道上由静止释放，记录其在水平桌面上的平均落点位置。然后把质量为的被碰小球静置于槽的末端，再将入射球从倾斜轨道上由静止释放，与相碰，并多次重复，记录两小球在桌面上的平均落点位置。用刻度尺测量O点到三个平均落点位置M、P、N的距离，分别记为、、。
(1)关于该实验，下列说法中哪些是正确的？___________（填正确答案标号）
A．入射球和被碰球的质量必须满足
B．入射球每次可从斜槽上任意位置释放
C．实验中还必须测量出斜槽末端到水平地面的高度
D．将小球静置于斜槽末端，若小球能保持静止，则说明斜槽末端水平
(2)在测量的过程中，直尺的O刻度与白纸上O点对齐，测量时如图所示，则 cm。
(3)在误差允许范围内，表达式 成立，则两个小球的碰撞满足动量守恒定律。（用、、、和表示）。
【变式训练2】（2025·浙江·二模）某同学设计了一个如图甲所示用打点计时器来验证动量守恒定律的实验：让前端贴有橡皮泥的小车A，后端连一打点计时器纸带，以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，接通打点计时器电源后，让小车A得到的纸带如图乙所示。小车A的质量为0.4kg，小车B的质量为0.2kg。
(1)若要计算小车A碰撞前的速度大小应该选择
A．AB段B．BC段C．CD段D．DE段
(2)用你在（1）中的选择，对应的小车碰撞前的总动量大小 kg·m/s（保留三位有效数字）
(3)在（1）中你的选择理由是
\l "_Tc16322" 考向2 创新拓展实验
例2 8．（2025·湖南·三模）学习小组利用如图1所示的装置，测量滑块1、2的质量、（含遮光板）。
实验器材：气垫导轨、滑块1、2（含宽度相同的遮光板）、配重块（质量已知）、弹簧、细线、光电门、计时器等。
实验步骤：
①打开光电门及计时装置，接通气源，调节气垫导轨水平；
②在滑块1上固定数量不等的配重块，在两个滑块中间压缩轻质弹簧，再用细线把两个滑块连接；
③开始时让两滑块在两光电门中间处于静止状态，然后烧断细线，滑块1、2分别向左右弹开，经过光电门时，记录遮光板的挡光时间分别为、及配重片的总质量；
④改变滑块1上配重片的质量，多次重复实验，记录多组、及值。
数据处理：在坐标纸上以为纵轴，以配重片总质量为横轴，画出图如图2所示，为一条倾斜的直线，测出纵截距为，斜率为。
请回答下列问题：
(1)若每次滑块弹开过程系统动量守恒，根据图像可求出滑块1质量 ，滑块2质量 。（均用、表示）
(2)每次实验，弹簧的压缩量 。（选填“可以不同”或“必须相同”）
(3)若某次实验在烧断细线前，两滑块没有处于静止状态，而是有向左的微小速度，则此次测量的数据点处在理论直线的 侧。（选填“上”或“下”）
【变式训练1】（2025·山西晋中·二模）实验小组要验证两滑块在碰撞过程中的动量守恒。方案设计如图1所示，固定在水平面上的长木板左侧带有挡板，挡板固定一个轻质弹簧，在长木板上弹簧原长O处依次并排放置质量分别为、底面粗糙程度相同的铁块A、B（此时弹簧无压缩）。
操作过程如下：
①保持B不动手，拿铁块A将弹簧压缩，至某位置P由静止释放；
②弹簧恢复原长时铁块A与B发生碰撞，碰后两铁块分别向右运动一段距离停下，如图2所示，测得A、B静止时与O点的距离分别为、；
③拿走铁块B，重复步骤①，测得铁块A停下时到O点的距离为，如图3所示，又测得A、B沿运动方向的宽度分别为、。
(1)为保证实现上述实验目标，应使 （填“>”“=”或“”或“