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某校同学利用如图所示装置验证动量守恒定律。图中，水平气垫导轨上装有光电门C和光电门D，滑块A、B放在导轨上，位置如图所示；滑块A的右侧装有弹性弹簧片，滑块B的左侧也装有弹性弹簧片，两滑块上方都固定有宽度相同的遮光片，光电门C、D分别连接着光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。

实验步骤：

A.测量滑块A(含弹簧片)的质量mA，滑块B(含弹簧片)的质量mB；

B.测量滑块A的遮光片的宽度d1，滑块B的遮光片的宽度d2；

C.给滑块A一个向右的瞬时冲量，观察A的运动情况和A与B相碰后A、B各自的运动情况；

D.记录下与光电门C相连的光电计时器记录的时间：第一次时间ΔtC1、第二次时间ΔtC2；

E.记录下与光电门D相连的光电计时器记录的时间：△tD

实验记录：

数据处理(请完成以下数据处理，所有结果保留3位有效数字)：

(1)碰撞前A的速度大小v0=4.00m/s，碰撞后A的速度大小v1=___________m/s。

(2)碰撞前后A的动量变化量大小△p=___________kg·m/s。

(3)碰撞后B的速度大小v2=1.96m/s。

(4)碰撞前后B的动量变化量大小Δp′=0.588kg·m/s。

(5)本实验的相对误差的绝对值可表达为δ=×10%，若δ≤5%，则可以认为系统动量守恒，本实验的δ=___________。

高三物理实验题中等难度题

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试题答案

试题解析

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某校同学利用如图所示装置验证动量守恒定律。图中，水平气垫导轨上装有光电门C和光电门D，滑块A、B放在导轨上，位置如图所示；滑块A的右侧装有弹性弹簧片，滑块B的左侧也装有弹性弹簧片，两滑块上方都固定有宽度相同的遮光片，光电门C、D分别连接着光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。
实验步骤：
A.测量滑块A(含弹簧片)的质量mA，滑块B(含弹簧片)的质量mB；
B.测量滑块A的遮光片的宽度d1，滑块B的遮光片的宽度d2；
C.给滑块A一个向右的瞬时冲量，观察A的运动情况和A与B相碰后A、B各自的运动情况；
D.记录下与光电门C相连的光电计时器记录的时间：第一次时间ΔtC1、第二次时间ΔtC2；
E.记录下与光电门D相连的光电计时器记录的时间：△tD
实验记录：
数据处理(请完成以下数据处理，所有结果保留3位有效数字)：
(1)碰撞前A的速度大小v0=4.00m/s，碰撞后A的速度大小v1=___________m/s。
(2)碰撞前后A的动量变化量大小△p=___________kg·m/s。
(3)碰撞后B的速度大小v2=1.96m/s。
(4)碰撞前后B的动量变化量大小Δp′=0.588kg·m/s。
(5)本实验的相对误差的绝对值可表达为δ=×10%，若δ≤5%，则可以认为系统动量守恒，本实验的δ=___________。

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用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。
（1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2的时间分别为t1、t2，当t1______t2（填“>”、“=”、“<”），则说明气垫导轨水平。
（2）滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A—个向右的初速度，通过光电门1的时间为t1，A与B碰撞后再次通过光电门1的时间为t2，滑块B通过光电门2的时间为△t3。为完成该实验，还必需测量的物理量有__________
A．挡光片的宽度d
B．滑块A的总质量m1
C．滑块B的总质量m2
D．光电门1到光电门2的间距L
（3）若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：___________（用已知量和测量量表示）

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用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。
（1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2的时间分别为t1、t2，当t1______t2（填“>”、“=”、“<”），则说明气垫导轨水平。
（2）滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A—个向右的初速度，通过光电门1的时间为t1，A与B碰撞后再次通过光电门1的时间为t2，滑块B通过光电门2的时间为△t3。为完成该实验，还必需测量的物理量有__________
A．挡光片的宽度d
B．滑块A的总质量m1
C．滑块B的总质量m2
D．光电门1到光电门2的间距L
（3）若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：___________（用已知量和测量量表示）

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如图所示，某同学设计了一个用气垫导轨装置验证动量守恒定律的实验：
质量为的滑块2静止放在水平气垫导轨上光电门②的右侧，质量为的滑块从光电门①的右侧向左运动，穿过光电门①与滑块2发生碰撞，随后两个滑块分离并依次穿过光电门②，滑块2碰上左端被导轨左端的粘接条粘住，待滑块1穿过光电门②后用手将它停住。两个滑块上固定的遮光条宽度相同。数字计时器分别记录下滑块1通过光电门①的时间、滑块2和滑块1依次通过光电门②的时间和。本实验中两个滑块的质量大小关系应为________；若等式_______________成立，则证明两滑块碰撞过程中系统的动量守恒。

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某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”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、光电门等组成。实验时，将气垫导轨调节水平并接通两个光电计时器，然后充气，把滑块2静止放在气垫导轨的中间，让滑块1以一定的初速度去碰撞滑块2。
实验结果如下：滑块1通过光电门1的挡光时间为，反弹后再次通过光电门1的挡光时间为；滑块2通过光电门2的挡光时间为.测出挡光片的宽度，测得滑块1总质量为m1，滑块2总质量为m2；
(1)若测挡光片的宽度时，用如下图所示的精确度为0.05mm的游标卡尺测得挡光片的宽度为4.75mm，这时候游标尺的第______条刻度线(0刻度除外)与主尺上的_______mm刻度线对齐。
(2)在误差允许范围内，若表达式____________成立，即可验证动量守恒定律(用已知符号表示)。

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如图1所示，某同学设计一个气垫导轨装置验证动量守恒定律的实验：
(1)用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图2所示，则d=_______mm;
(2)质量为m2的滑块2静止放在水平气垫导轨上光电门的右侧，质量为m1的滑块从光电门的右侧向左运动，穿过光电门与滑块2发生碰撞，随后两个滑块分离并依次穿过光电门，滑块2与导轨左端相碰并被粘接条粘住，待滑块1穿过光电门后用手将它停住，两个滑块固定的遮光条宽度相同，数字计时器分别记录下滑块1通过光电门的时间、滑块2和滑块1依次通过光电门的时间和.本实验中两个滑块的质量大小关系应为_________.若等式_________成立，则证明两滑块碰撞过程中系统的动量守恒(用题中的所给的字母表示)。

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用如图所示的装置可以验证动量守恒定律,在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平,借助光电门来检验气垫导轨是否水平的方法是______________________________________________________________.
(2)为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量关系,实验分两次进行。
第一次:让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后又分开,滑块A再次通过光电门1的时间为,滑块B通过光电门2的时间为
第二次:在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶,同样让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后粘连在一起,滑块B通过光电门2的时间为
为完成该实验,还必须测量的物理量有_______(填选项前的字母)。
A.挡光片的宽度d　　　　 B.滑块A的总质量
C.滑块B的总质量　　 D.光电门1到光电门2的间距L
(3)在第二次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为________(用已知量和测量量表示)。
(4)在第一次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中机械能守恒,则应该满足的表达式为____________(用已知量和测量量表示)

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用如图所示的装置可以验证动量守恒定律,在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平,借助光电门来检验气垫导轨是否水平的方法是______________________________________________________________.
(2)为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量关系,实验分两次进行。
第一次:让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后又分开,滑块A再次通过光电门1的时间为,滑块B通过光电门2的时间为
第二次:在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶,同样让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后粘连在一起,滑块B通过光电门2的时间为
为完成该实验,还必须测量的物理量有_______(填选项前的字母)。
A.挡光片的宽度d　　　　 B.滑块A的总质量
C.滑块B的总质量　　 D.光电门1到光电门2的间距L
(3)在第二次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为________(用已知量和测量量表示)。
(4)在第一次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中机械能守恒,则应该满足的表达式为____________(用已知量和测量量表示)

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某实验小组利用气垫道轨和光电门设计了一个利用动力学方法测量物体质量并验证机械能守恒定律的实验方案．
按如图所示安装好实验设施，气垫道轨道水平放置，在其左、右适当位置各固定一个光电传感器，传感器和显示终端计算机相连，滑块通过一轻质细线沿水平方向绕过一光滑的定滑轮，细线另一端挂一个待测量质的物体P，滑块上有一个挡光条，其宽度为d，若光线被挡光条挡住，光电传感器会输出一个高电压，高电压的宽度表示挡光的时间△t，已知当地重力加速度为g．
（1）将滑块放在气垫道轨上，并控制使之静止．接通电源，使气垫道轨工作，放开滑块，计算机显示屏上得到如图乙所示的电压-时间图象．已知滑块连同挡光条的总质量为M，现要测量被吊着物体P的质量，除了要知道挡光条的宽度d、两次挡光时间△t₁和△t₂，滑块的质量M、还需要测量的物理量是：______（用文字说明物理意义）；
（2）若用m表示物体P的质量，要验证系统M和m的机械能守恒，其验证表达式为：______．

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某同学利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律，如图甲所示，在气垫导轨靠着桌面边沿的位置安置一光电门，并将滑块放于气垫导轨上，滑块上遮光条的宽度为d, 调整气垫导轨让其处于水平状态，让滑块可以匀速滑动，然后利用高度均为h的N个垫片逐渐将气垫导轨的右端垫起每垫一个垫片，让滑块从同一位置静止释放，遮光条中心位置与垫片的左端对齐，并用光电门记录遮光片遮光的时间，然后作图象，如图丙所示，重力加速度为
(1)如图乙所示，用游标卡尺测得遮光片的宽度d=______mm。
(2)理论上，当图丙中作出的直线的斜率k=______时，可认为机械能守恒成立。(用d、g、h等物理量表示)
(3)实际当中测出的直线的斜率可能比真实价偏___________。(填“大”或“小”)

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