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实验七　验证动量守恒定律 命题点一　教材原型实验 如图，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________(填选项前的序号)，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．小球做平抛运动的水平位移 (2)用天平测量两个小球的质量m1、m2.图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放；然后，把被碰小球m2静止放在轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复，分别找到小球的平均落点M、P、N，并测量出平均水平位移OM、OP、ON. (3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________________________[用(2)中测量的量表示]；若碰撞是弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为________________________[用(2)中测量的量表示]． [审题指导]　该题考查用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速度和时间，而是用位移大小来体现水平速度． 【解析】　(1)根据平抛运动规律，若落地高度不变，则运动时间不变，因此可以用水平位移大小来体现水平速度大小，C正确．(3)根据平抛运动规律可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t，则：v0＝eq \f(OP,t)，v1＝eq \f(OM,t)，v2＝eq \f(ON,t) 而动量守恒的表达式是：m1v0＝m1v1＋m2v2 则m1×OP＝m1×OM＋m2×ON 若为弹性碰撞，则碰撞过程系统动能相同，则有： eq \f(1,2)m1veq \o\al(2,0)＝eq \f(1,2)m1veq \o\al(2,1)＋eq \f(1,2)m2veq \o\al(2,2) 即满足关系式：m1×OP2＝m1×OM2＋m2×ON2. 【答案】　(1)C　(3)m1×OP＝m1×OM＋m2×ON　m1×OP2＝m1×OM2＋m2×ON2 1．(2019·河南郑州测试)在利用碰撞做“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示，图甲中斜槽PQ与水平槽QR平滑连接，按要求安装好仪器后开始实验．先不放被碰小球，使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下，重复实验若干次；然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的前端边缘B处(槽口)，再使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下，再重复实验若干次，在白纸上记录下挂于槽口B的重垂线在记录纸上的竖直投影点和各次实验时小球落点的平均位置，从左至右依次为O、M、P、N点，测得两小球直径相等，入射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2，且m1＝2m2.则： (1)两小球的直径用螺旋测微器测得，测量结果如图乙，则两小球的直径均为12.895 mm. (2)入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，其目的是B. A．使入射小球每次都能水平飞出槽口 B．使入射小球每次都以相同的动量到达槽口 C．使入射小球在空中飞行的时间不变 D．使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞 (3)下列有关本实验的说法中正确的是BD. A．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是M、P B．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是P、M C．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是N、M D．在误差允许的范围内若测得|ON|＝2|MP|，则表明碰撞过程中两小球组成的系统满足动量守恒定律 解析：(1)螺旋测微器的主尺部分长度为12.5 mm，转动部分读数为：39.5×0.01 mm，故最终读数为：(12.5＋0.395) mm＝12.895 mm；(2)入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，是为了使小球每次都以相同的速度飞出槽口，即为了保证入射小球每次都以相同的动量到达槽口，B正确；(3)未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别为P、M，A、C错误，B正确；设入射小球碰前瞬间的速度为v1，碰后瞬间的速度为v1′，碰后瞬间被碰小球的速度为v2′，则m1v1＝m1v1′＋m2v2′，由于m1＝2m2，则有2(v1－v1′)＝v2′，设平抛时间为t，则OM＝v1′t，ON＝v2′t，OP＝v1t，所以若系统碰撞的过程中动量守恒，则满足|ON|＝2|MP|，D正确． 利用斜槽小球碰撞验证动量守恒的注意事项 (1)斜槽末端的切线必须水平； (2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放； (3)选两球半径都相同，质量较大的小球作为入射小球； (4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变． 命题点二　实验拓展创新 类型1　实验情景创新 某同学利用打点