資源簡介

第1章 動量守恒定律 第4講 實驗：驗證動量守恒定律
課前預習
一、實驗思路
兩個物體在發生碰撞時，作用時間很短，相互作用力很大，如果把這兩個物體看作一個系統，雖然物體還受到重力、支持力、摩擦力、空氣阻力等外力的作用，但是有些力的矢量和為0，有些力與系統內兩物體的相互作用力相比很小．因此，在可以忽略這些外力的情況下，碰撞滿足 定律的條件．
我們研究最簡單的情況：兩物體碰撞前沿同一直線運動，碰撞后仍沿這條直線運動．應該盡量創設實驗條件，使系統所受外力的矢量和近似為0.
二、物理量的測量
確定研究對象后，還需要明確所需測量的物理量和實驗器材．根據動量的定義，很自然地想到，需要測量物體的 以及兩個物體發生碰撞前后各自的 ．
物體的質量可用 直接測量．速度的測量可以有不同的方式，根據所選擇的具體實驗方案來確定．
三、數據分析
根據選定的實驗方案設計實驗數據記錄表格．選取質量不同的兩個物體進行碰撞，測出物體的質量(m1，m2)和碰撞前后的速度(v1，v′1，v2，v′2)，分別計算出兩物體碰撞前后的總動量，并檢驗碰撞前后總動量的關系是否滿足 ，即m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2
課堂講解
知識點1、研究氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒
1．實驗裝置：如圖所示
實驗器材：氣墊導軌、數字計時器、天平、滑塊(兩個)、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥、擋光片等。
2．物理量的測量
(1)質量的測量：用天平測量兩滑塊的質量m1、m2。
(2)速度的測量：v＝，式中的d為滑塊上擋光片的寬度，Δt為數字計時器顯示的滑塊上的擋光片經過光電門的時間。
(3)碰撞情景的實現：利用彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設計各種類型的碰撞，利用在滑塊上加重物的方法改變碰撞物體的質量。
3．本實驗研究以下幾種情況
(1)滑塊碰撞后分開。 (2)滑塊碰撞后粘連。 (3)靜止的兩滑塊被反向彈開。
4．實驗步驟：(以上述3中第(1)種情況為例)
(1)安裝氣墊導軌，接通電源，給導軌通氣，調節導軌水平。
(2)在滑塊上安裝好擋光片、彈性碰撞架、光電門等，測出兩滑塊的質量m1和m2。
(3)用手撥動滑塊使其在兩數字計時器之間相碰．滑塊反彈越過數字計時器之后，抓住滑塊避免反復碰撞．讀出兩滑塊經過兩數字計時器前后的4個時間。
(4)改變碰撞速度，或采用運動滑塊撞擊靜止滑塊等方式，分別讀出多組數據，記入表格。
5．數據分析 在確保擋光片寬度d一致的前提下，可將驗證動量守恒定律 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′變為驗證＋＝＋。
6．注意事項 (1)氣墊導軌要調整到水平。 (2)安裝到滑塊的擋光片寬度適當小些，計算速度會更精確。
例1、某實驗小組采用如圖所示的實驗裝置做“驗證動量守恒定律”實驗。在水平桌面上放置氣墊導軌，導軌上安裝光電計時器1和光電計時器2，帶有遮光片的滑塊A、B的質量分別為mA、mB，兩遮光片的寬度均為d，實驗過程如下：①調節氣墊導軌成水平狀態；②輕推滑塊A，測得滑塊A通過光電計時器1的遮光時間為t1；③滑塊A與滑塊B相碰后，滑塊B和滑塊A先后經過光電計時器2的遮光時間分別為t2和t3。
(1)實驗中為確保兩滑塊碰撞后滑塊A不反向運動，則mA、mB應滿足的關系為mA________(填“大于”“等于”或“小于”)mB。
(2)碰前滑塊A的速度大小為________。
(3)利用題中所給物理量的符號表示動量守恒定律成立的式子為_______________________。
變式1、在用氣墊導軌做“驗證動量守恒”實驗時，左側滑塊質量m1＝170 g，右側滑塊質量m2＝110 g，擋光片寬度d為3.00 cm，兩滑塊之間有一壓縮的彈簧片，并用細線連在一起，如圖所示．開始時兩滑塊靜止，燒斷細線后，兩滑塊分別向左、右方向運動．擋光片通過光電門的時間分別為Δt1＝0.32 s，Δt2＝0.21 s．則兩滑塊的速度分別為v′1＝ m/s，v′2＝ m/s(保留三位小數)．燒斷細線前m1v1＋m2v2＝ kg·m/s，燒斷細線后m1v′1＋m2v′2＝ kg·m/s.
可得到的結論是 ．(取向左為速度的正方向)
知識點2、研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒
1．實驗裝置：如圖甲所示，讓一個質量較大的小球從斜槽上滾下來，與放在斜槽末端的另一質量較小的同樣大小的小球發生正碰，斜槽末端保持水平，之后兩小球都做平拋運動。
實驗器材：鐵架臺，斜槽軌道，兩個大小相等、質量不同的小球，鉛垂線，復寫紙，白紙，天平，刻度尺，圓規，三角板等。
2．物理量的測量
(1)質量的測量：用天平測量兩小球的質量m1、m2。
(2)速度的測量：兩球碰撞前后的速度，可以利用平拋運動的知識求出。
3．實驗步驟：
(1)不放被碰小球，讓入射小球m1從斜槽上某一位置由靜止滾下，記錄平拋的落點P及水平位移OP。
(2)在斜槽水平末端放上被碰小球m2，讓m1從斜槽同一位置由靜止滾下，記下兩小球離開斜槽做平拋運動的落點M、N及水平位移OM、ON。
(3)為了減小誤差，需要找到不放被碰小球及放被碰小球時小球落點的平均位置。為此，需要讓入射小球從同一高度多次滾下，進行多次實驗，然后用圓規畫盡量小的圓把小球所有的落點都圈在里面，其圓心即為小球落點的平均位置。
4．數據分析
由OP＝v1t，OM＝v1′t，ON＝v2′t，得v1＝，v1′＝，v2′＝。
可知，小球碰撞后的速度之比等于它們落地時飛行的水平距離之比，因此這個實驗可以不測量速度的具體數值，只需驗證m1·OP＝m1·OM＋m2·ON是否成立就可以驗證動量守恒定律是否成立。
5．注意事項
(1)斜槽末端的切線必須水平。
(2)入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放。
(3)入射球的質量m1大于被碰球的質量m2。
(4)實驗過程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變。
(5)不需要測量速度的具體數值，將速度的測量轉化為水平距離的測量。
三、誤差分析
1．系統誤差：主要來源于裝置本身是否符合要求。
(1)碰撞是否為一維。 (2)實驗是否滿足動量守恒的條件，如氣墊導軌是否水平，用長木板實驗時是否平衡掉摩擦力，兩球是否等大等。
2．偶然誤差：主要來源于質量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的測量。
例2、某同學用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來尋找不變量，圖中SQ是斜槽，QR為水平槽，實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復上述操作10次，得到10個落點痕跡．然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復這種操作10次．
圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點，P為未放被碰小球B時A球的平均落點，M為與B球碰后A球的平均落點，N為被碰球B的平均落點．若B球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，米尺的零點與O點對齊．
(1)入射小球A和被碰小球B的質量關系是mA mB(選填“>”“<”或“＝”)．
(2)碰撞后B球的水平射程應為 cm.
(3)在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？答： (填選項號)．
A．水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離
B．A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離
C．測量A球或B球的直徑 D．測量A球和B球的質量 E．測量G點相對于水平槽面的高度
(4)若mv為不變量，需驗證的關系式為 ；
若mv2為不變量，需驗證的關系式為 ；
若為不變量，需驗證的關系式為 .
變式2、某同學用圖甲所示裝置通過大小相同的A、B兩小球的碰撞來驗證動量守恒定律。圖中PQ是斜槽，實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽末端，讓A球仍從位置C由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡．重復這種操作10次。圖中O點是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點。
(1)安裝器材時要注意：固定在桌邊上的斜槽末端的切線要沿________方向。
(2)小球A的質量m1與小球B的質量m2應滿足的關系是m1________m2(填“>”“<”或“＝”)。
(3)某次實驗中，得出小球的落點情況如圖乙所示，P′、M、N分別是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落點的平均位置(把落點圈在內的最小圓的圓心)。若本次實驗的數據很好地驗證了動量守恒定律，則入射小球和被碰小球的質量之比m1∶m2＝______。
知識點3、創新實驗
例3、在“驗證動量守恒定律”實驗中，實驗裝置如圖所示，按照以下步驟進行操作：
①在平木板表面釘上白紙和復寫紙，并將該木板豎直立于緊靠槽口處，將小球a從斜槽軌道上固定點處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；
②將木板水平向右移動一定距離并固定，再將小球a從固定點處由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡B；
③把小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球a仍從固定點處由靜止釋放，和小球b相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡A和C。
(1)下列措施可減小實驗誤差的是________。
A．斜槽軌道必須是光滑的 B．每次實驗均重復幾次后，再記錄平均落點
C．a球和b球的半徑和質量滿足ra＝rb和ma(2)為完成本實驗，必須測量的物理量有________。
A．a球開始釋放的高度h B．木板水平向右移動的距離L
C．a球和b球的質量ma、mb D．O點到A、B、C三點的距離y1、y2、y3
(3)只要驗證等式____________成立，即表示碰撞中動量守恒．[用(2)中測量的物理量表示]
變式3、為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞(碰撞過程中沒有機械能損失)，某同學選取了兩個體積相同、質量不等的小球，按下述步驟做了如下實驗：
①用天平測出兩個小球的質量分別為m1和m2，且m1>m2.
②按照如圖所示的那樣，安裝好實驗裝置．將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點的切線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端．
③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置．
④將小球m2放在斜槽前端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處滾下，使它們發生碰撞，記下小球m1和小球m2在斜面上的落點位置；
⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離．圖中D、E、F點是該同學記下的小球在斜面上的幾個落點位置，到B點的距離分別為LD、LE、LF.
根據該同學的實驗，回答下列問題：
(1)小球m1與m2發生碰撞后，m1的落點是圖中的 點，m2的落點是圖中的 點．
(2)用測得的物理量來表示，只要滿足關系式 ，則說明碰撞中動量是守恒的．
課后鞏固
1．在利用氣墊導軌驗證動量守恒時，用到的測量工具有(　 　)
A．停表、天平、刻度尺 B．彈簧測力計、停表、天平
C．天平、刻度尺、光電計時器 D．停表、刻度尺、光電計時器
2．(多選)在驗證動量守恒實驗時，實驗條件是(　 　)
A．斜槽軌道必須是光滑的 B．斜槽軌道末端的切線是水平的
C．入射球每一次都要從同一高度由靜止滾下
D．碰撞的瞬間，入射球和被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行
3．(多選)在利用氣墊導軌探究碰撞中的不變量實驗中，哪些因素可導致實驗誤差(　 　)
A．導軌安放不水平　　　　 B．小車上擋光板傾斜
C．兩小車質量不相等 D．兩小車碰后連在一起
4．(多選)對于實驗最終的結論m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2，下列說法正確的是(　 　)
A．僅限于一維碰撞 B．任何情況下m1v＋m2v＝m1v′21＋m2v′22也一定成立
C．式中的v1、v2、v′1、v′2都是速度的大小
D．式中的不變量是m1和m2組成的系統的質量與速度乘積之和
5．(多選)某同學用如圖甲所示的裝置來探究碰撞中的守恒量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，圖乙是多次實驗中某球落到位于水平地面記錄紙上得到的10個落點痕跡，有關該實驗的一些說法，不正確的有(　 　)
A．入射球和被碰球必須是彈性好的，且要求兩球的質量相等，大小相同
B．被碰球靜止放在槽口，入射球必須每次從軌道的同一位置由靜止釋放
C．小球碰撞前后的速度不易測量，所以通過測量小球“平拋運動的射程”間接地解決
D．由圖乙可測出碰撞后某球的水平射程為58.5 cm(或取58.2～58.8 cm之間某值)
6．(多選)如圖所示，在“驗證動量守恒”的實驗中，把兩個等體積小球用線懸掛起來，一個小球靜止，拉起另一個小球，放下后它們相碰，則下列說法正確的是(　 　)
A．懸掛兩球的細繩長度要適當，且等長
B．由靜止釋放小球，以便較準確計算小球碰前速度
C．兩小球必須都是彈性球，且質量相同
D．兩小球碰后可以粘在一起共同運動
7．用如圖所示裝置驗證動量守恒時，氣墊導軌水平放置，擋光板寬度為9.0 mm，兩滑塊被彈簧(圖中未畫出)彈開后，左側滑塊通過左側光電計時器，記錄時間為0.040 s，右側滑塊通過右側光電計時器，記錄時間為0.060 s，左側滑塊質量為100 g，左側滑塊的m1v1＝ g·m/s，右側滑塊質量為150 g，兩滑塊質量與速度的乘積的矢量和m1v1＋m2v2＝ g·m/s.
8．氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，開始時兩個滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕質彈簧，滑塊間用繩子連接(如圖甲所示)，繩子燒斷后，兩個滑塊向相反方向運動，圖乙為它們運動過程的頻閃照片，頻閃的頻率為10 Hz，由圖可知：
(1)A、B離開彈簧后，應該做 運動，已知滑塊A、B的質量分別為400 g、600 g，根據照片記錄的信息，從圖中可以看出閃光照片有明顯與事實不相符的地方是 ．
(2)若不計此失誤，分開后，A的動量大小為 kg·m/s，B的動量的大小為 kg·m/s，總動量為 kg·m/s，本實驗能得到兩滑塊組成的系統動量守恒這一結論的依據是 。
9．有甲、乙兩輛小車，質量分別為m1＝302 g、m2＝202 g，甲小車拖有紙帶，通過打點計時器記錄它的運動情況，乙小車靜止在水平桌面上，甲小車以一定的速度向乙小車運動，跟乙小車發生碰撞后與乙小車粘合在一起共同運動．這個過程中打點計時器在紙帶上記錄的點跡如圖所示，在圖上還標出了用刻度尺量出的各點的數據，已知打點計時器的打點頻率為50 Hz.
(1)從紙帶上的數據可以得出：兩車碰撞過程經歷的時間大約為 s；(結果保留兩位有效數字)
(2)碰前甲車的質量與速度的乘積大小為 kg·m/s，碰后兩車的質量與速度的乘積之和為
kg·m/s；(結果保留三位有效數字)
(3)從上述實驗中能得出什么結論？
10．用如圖所示的裝置可以完成“驗證動量守恒”實驗．
(1)若實驗中選取的A、B兩球半徑相同，為了使A、B發生一維碰撞，應使兩球懸線長度 ，懸點O1、O2之間的距離等于 ．
(2)若A、B兩球的半徑不相同，利用本裝置能否完成實驗？如果你認為能完成，請說明如何調節？
11．某同學設計了一個用打點計時器驗證動量守恒的實驗：在小車甲的前端粘有橡皮泥，推動小車甲使之做勻速直線運動．然后與原來靜止在前方的小車乙相碰并粘合成一體，而后兩車繼續做勻速直線運動，他設計的具體裝置如圖1所示．在小車甲后連著紙帶，打點計時器打點頻率為50 Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．
圖1 圖2
(1)若已得到打點紙帶如圖2所示，并測得各計數點間距并標在圖上，A為運動起始的第一點，則應選 段計算小車甲的碰前速度，應選 段來計算小車甲和乙碰后的共同速度．(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)
(2)已測得小車甲的質量m甲＝0.40 kg，小車乙的質量m乙＝0.20 kg，由以上測量結果可得：碰前m甲v甲＋m乙v乙＝ kg·m/s；碰后m甲v′甲＋m乙v′乙＝ kg·m/s.
(3)通過計算得出的結論是什么？
12.某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置驗證動量守恒定律。將質量為m1的球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子的邊緣有一豎直立柱，將質量為m2的球2置于立柱上。實驗時，調節懸點O，使球1靜止時恰與立柱上的球2接觸且兩球等高。將球1拉離平衡位置，保持細線伸直，用量角器測量出細線與豎直方向的夾角為θ，由靜止釋放球1，當它擺到懸點正下方時與球2發生碰撞。碰后球1反彈，球2落到水平地面上。測量出球2到地面的高度H和球2做平拋運動的水平位移x，然后再測出有關數據，即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒。已知重力加速度為g，兩球均可以看成質點。
(1)要完成上述實驗，還需要測量的物理量是________。
A．球1反彈的最大偏角α B．直角量角器的半徑R C．懸點到球1的距離L
(2)球2碰撞后的速率的表達式v2＝________；根據測量的物理量，該實驗中兩球碰撞時動量守恒的表達式為________________。(均用題干所給物理量和(1)中所測物理量表示)
本節課反饋（學生意見和建議反饋本節課掌握情況）：
參考答案
課前預習
動量守恒
質量 速度 天平
動量守恒定律
課堂講解
例1、答案　(1)大于　(2)　(3)＝＋
解析　(1)滑塊A和滑塊B發生碰撞，用質量大的滑塊A碰質量小的滑塊B，則不會發生反彈，所以mA>mB。
(2)滑塊經過光電計時器時做勻速運動
則碰前滑塊A的速度為vA＝ 碰后滑塊A的速度vA′＝ 碰后滑塊B的速度vB′＝。
(3)由動量守恒定律得 mAvA＝mAvA′＋mBvB′ 化簡可得＝＋。
變式1、答案 0.094 －0.143 3×10－4 在實驗誤差范圍內，兩滑塊組成的系統動量守恒．
解析：由題意，取向左為速度的正方向，故v1′＝＝ m/s≈0.094 m/s，v2′＝＝－ m/s≈－0.143 m/s.燒斷細繩前，兩滑塊靜止，m1v1＋m2v2＝0 kg·m/s，燒斷細繩后，m1v1′＋m2v2′＝170×10－3×0.094 kg·m/s＋110×10－3×(－0.143) kg·m/s≈3×10－4 kg·m/s.可得出結論，在實驗誤差范圍內，兩滑塊組成的系統動量守恒.
答案 （1）> （2）64.20～65.20均可 （3）ABD （4）mA·＝mA·＋mB· mA·2＝mA·2＋mB·2 ＝＋
解析：(1)要使兩球碰后都向右運動，應有A球質量大于B球質量，即mA>mB.
(2)將10個點圈在圓內的最小圓的圓心作為平均落點，可由刻度尺測得碰撞后B球的水平射程為64.70 cm，因最后一位數字為估計值，所以允許誤差±0.50 cm，因此64.20～65.20 cm都是正確的．
(3)從同一高度做平拋運動飛行的時間t相同，而水平方向為勻速直線運動，故水平位移x＝vt，所以只要測出小球飛行的水平位移，就可以用水平位移代替平拋初速度．故需測出碰前A球飛行的水平距離和碰后A、B球飛行的水平距離和，及A、B兩球的質量，故A、B、D正確．
(4)若mv為不變量，需驗證的關系為mAvA＝mAvA′＋mBvB′，將vA＝，vA′＝，vB′＝代入上式得mA·＝mA·＋mB·；同理，若mv2為不變量，需驗證的關系式為mAv＝mAvA′2＋mBvB′2，即mA·2＝mA·2＋mB·2；若為不變量，需驗證的關系式為＝＋，即＝＋.
變式2、答案 答案　(1)水平　(2)>　 (3)4∶1
解析　(1)斜槽末端的切線要沿水平方向，才能保證兩個小球離開斜槽后做平拋運動。
(2)為防止碰撞后入射小球反彈，入射小球的質量應大于被碰小球的質量，即m1>m2。
(3)根據實驗原理可得m1v0＝m1v1＋m2v2，
由題圖乙可知＝15.5 cm、＝25.5 cm、＝40.0 cm，又因小球平拋過程下落高度相同，下落時間相同，即可求得
m1＝m1＋m2，代入數據可得m1∶m2＝4∶1。
例3、答案 (1)B　(2)CD　(3)＝＋
解析　(1)本實驗是“驗證動量守恒定律”，所以實驗誤差與斜槽軌道的光滑程度無關，A錯誤；每次實驗均重復幾次后，再記錄平均落點，這樣可減小實驗誤差，B正確；要產生正碰，需a球和b球的半徑滿足ra＝rb，為防止兩球碰撞后a球反彈，質量要滿足ma>mb，C錯誤。
(2)每次a球釋放的高度h確定不變就可以，不用測量h值，A錯誤；因為小球每次打在木板上時，水平方向的位移相等，所以不需測量木板水平向右移動的距離L，B錯誤；要驗證動量守恒定律，必須測量a球和b球的質量ma、mb，C正確；需要計算小球運動的時間，則要測量O點到A、B、C三點的距離y1、y2、y3，D正確。
(3)a、b兩球碰撞后做平拋運動，由L＝vt和y＝gt2 可得v＝
則由動量守恒定律可得mav0＝mav1＋mbv2
即為ma＝ma＋mb
整理得＝＋
若表達式＝＋成立，即表示碰撞中動量守恒。
變式3、答案 （1）D F （2）m1＝m1＋m2
解析：(1)小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速率減小，都做平拋運動，所以碰撞后m1球的落地點是D點，m2球的落地點是F點；
(2)碰撞前，小球m1落在圖中的E點，設其水平初速度為v1，小球m1和m2發生碰撞后，m1的落點在圖中的D點，設其水平初速度為v1′，m2的落點是圖中的F點，設其水平初速度為v2.
設斜面BC與水平面的傾角為α，
由平拋運動規律得：LDsinα＝gt2，LDcosα＝v1′t
解得：v1′＝
同理可解得：v1＝，v2＝
所以只要滿足m1v1＝m2v2＋m1v1′即：m1＝m1＋m2，則說明兩球碰撞過程中動量守恒；
課后鞏固
答案 C
解析：用天平測滑塊質量，用刻度尺測擋光片的寬度．運動時間是指擋光片通過光電門的時間，由光電計時器計時，因此不需要停表．
答案 BCD
解析：驗證動量守恒實驗，要求入射小球每次到槽口時，具有相同的速度，所以應從槽上同一位置滾下，但斜槽不需要光滑，選項A錯誤，選項C正確；由于碰撞前、后要求小球均做平拋運動，且拋物
線在同一平面，選項B、D正確．只有滿足實驗所必需的條件，所做實驗才能達到預期目的．
答案 AB
解析：選項A中，導軌不水平，小車速度將受重力的影響，從而導致實驗誤差；選項B中，擋光板傾斜會導致擋光板寬度不等于擋光階段小車通過的位移，使計算速度出現誤差．
答案 AD
解析：這個實驗是在一維碰撞情況下設計的實驗；系統的質量與速度的乘積之和在碰撞前后為不變量是實驗的結論，其他探究的結論情況不成立，而速度是矢量，應考慮方向．
答案 AD
解析：為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，為發生對心碰撞，兩球半徑應相等，故A說法錯誤；為保證小球每次平拋的初速度相等，被碰球靜止放在槽口，入射球必須每次從軌道的同一位置由靜止釋放，故B說法正確；小球離開軌道后做平拋運動，由于小球拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，小球的水平位移與小球的初速度成正比，小球碰撞前后的速度不易測量，所以通過測量小球“平拋運動的射程”間接地解決，故C說法正確；由圖示刻度尺可知，由圖乙可測出碰撞后某球的水平射程為64.7 cm(64.2～65.2 cm均正確)，故D說法錯誤．本題選擇說法不正確的，故選A、D.
答案 ABD
解析：兩繩等長能保證兩球正碰，以減小實驗誤差，選項A正確；計算碰撞前速度時用到了mgh＝mv2，即初速度要求為0，選項B正確；本實驗中對小球是否為彈性球無要求，選項C錯誤；兩球正碰后，有多種運動情況，選項D正確．
答案 22.5 0
解析：左側滑塊的速度為：v1＝＝ m/s＝0.225 m/s
則左側滑塊的m1v1＝100 g×0.225 m/s＝22.5 g·m/s
右側滑塊的速度為：v2＝＝ m/s＝0.15 m/s
則右側滑塊的m2v2＝150 g×(－0.15 m/s)＝－22.5 g·m/s
因m1v1與m2v2等大、反向，兩滑塊質量與速度的乘積的矢量和m1v1＋m2v2＝0.
答案 （1）勻速直線 滑塊應該有加速過程，然后再勻速運動
（2）0.036_ 0.036 0 A、B的動量始終大小相等方向相反．
解析：(1)A、B離開彈簧后，應該做勻速直線運動；燒斷細線后，在彈簧恢復原長的過程中，應先做加速運動，當彈簧恢復原長后，滑塊做勻速直線運動，由圖中閃光照片可知，滑塊直接做勻速直線運動，沒有加速過程，與事實不符．
(2)頻閃照相的時間間隔t＝＝＝0.1 s，滑塊A的速度vA＝＝ m/s＝0.09 m/s，
滑塊B的速度vB＝＝ m/s＝0.06 m/s，A的動量
pA＝mAvA＝0.400 kg×0.09 m/s＝0.036 kg·m/s，
pB＝mBvB＝0.600 kg×0.06 m/s＝0.036 kg·m/s，
由此可見A、B的動量大小相等、方向相反，它們的總動量為零，與釋放前的動量相等，因此系統動量守恒．
9、答案 在誤差允許范圍內，兩車的質量與速度的乘積之和保持不變．
解析：本題通過分析紙帶來確定甲車速度的變化．從紙帶上0點開始每0.02 s內甲車位移分別為13.2 mm、13.5 mm、13.5 mm、12.6 mm、11.7 mm、10.8 mm、9.9 mm、9 mm、8.1 mm、8 mm、8 mm.
(1)從以上數據可知從第3點到第8點是碰撞過程，則t＝5×0.02 s＝0.10 s，該段時間內甲車做減速運動．
(2)碰前甲車速度v1＝ m/s＝0.670 m/s，碰前甲車質量與速度的乘積m1v1＝0.302 kg×0.670 m/s≈0.202 kg·m/s；碰后兩車的速度v2′＝v1′＝v′＝×10－3 m/s≈0.402 m/s，碰后兩車的質量與速度的乘積之和為(m1＋m2)v′＝(0.302＋0.202)×0.402 kg·m/s≈0.203 kg·m/s.
(3)在誤差允許范圍內，兩車的質量與速度的乘積之和保持不變．
10、答案 見解析
解析：(1)為了保證一維碰撞，碰撞點應與兩球在同一條水平線上．故兩球懸線長度相等，O1、O2之間的距離等于球的直徑．
如果兩球的半徑不相等，也可完成實驗．調整裝置時，應使O1、O2之間的距離等于兩球的半徑之和，兩球靜止時，球心在同一水平高度上．
答案 （1）BC DE （2）0.420 0.417 （3）在誤差允許范圍內，碰撞前后兩個小車的mv之和是相等的．
解析：(1)觀察打點計時器打出的紙帶，點跡均勻的階段BC應為小車甲與乙碰前的階段，CD段點跡不均勻，故CD應為碰撞階段，甲、乙碰撞后一起勻速直線運動，打出間距均勻的點，故應選DE段計算碰后共同的速度．
(2)v甲＝＝1.05 m/s，v2＝0，m甲v甲＋m乙v乙＝0.420 kg·m/s，
碰后v′甲＝v′乙＝＝0.695 m/s，
m甲v′甲＋m乙v′乙＝0.60×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s.
在誤差允許范圍內，碰撞前后兩個小車的mv之和是相等的．
12、答案 　(1)AC (2)x　m1＝m2x－m1
解析　(1)由實驗過程知，除了已經測量的兩球的質量及球2的水平、豎直位移外，要計算速度還必須知道擺長(球1到懸點的距離L)和球1反彈的最大偏角α，故A、C正確，B錯誤。
(2)碰撞后球2做平拋運動，設平拋運動時間為t，碰撞后球2的速度為v2，則球2碰后速度大小v2＝＝＝x，方向向左
球1擺動過程中機械能守恒，由機械能守恒定律得
m1v02＝m1gL(1－cos θ)
解得碰撞前球1的速度大小v0＝，方向向左
同理可得，碰撞后球1的速度大小v1＝，方向向右
以向左為正方向，由動量守恒定律得
m1v0＝m2v2－m1v1
整理得m1
＝m2x－m1。

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