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【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)
1.某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。实验前,安装调节好实验装置,在水平底板上铺一张白纸,纸上放复写纸,记下重垂线所指的位置
。

实验步骤如下:
第一步:用天平分别测出两小球的质量
和
。
第二步:将入射小球
从斜槽轨道S处由静止释放。重复实验,找到其多次落点的中心位置
。
第三步:将被碰小球
静置于斜槽轨道末端,再将
从S处由静止释放,与
碰撞。重复实验,分别找到
和
相碰后各自多次落点的中心位置
和
。
第四步:分别测出
点到各个落点中心的距离
、
和
。
回答以下问题:
(1)关于实验装置和操作,下列说法正确的是__________(多选,填正确答案标号)。
A.两个小球的材质应相同 B.两个小球的大小应相等
C.斜槽轨道表面必须光滑 D.斜槽轨道末端应调节至水平
(2)改变被碰小球的质量
,进行多组实验,测量出对应的
和
值。以
为横坐标,以__________(单选,填正确答案标号)为纵坐标描点,若这些点都近似在一条直线上,则说明动量守恒定律成立。
A.
.
C.
.
(3)若
,且碰撞近似为弹性碰撞,则
与
的比值应为__________。

【详解】(1)AB.为了保证两小球发生对心正碰,两个小球的大小应相等;为了保证碰撞后入射小球不反弹,入射小球的质量应大于被碰小球的质量,所以两个小球的材质不相同,故A错误,B正确;
C.为了保证每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同,每次应从同一位置静止释放入射小球,但斜槽轨道表面不需要光滑,故C错误;
D.为了保证小球抛出时的速度处于水平方向,斜槽轨道末端应调节至水平,故D正确。
故选BD。
(2)设碰撞前瞬间入射小球的速度为
,碰撞后瞬间入射小球和被碰小球的速度分别为
、
;根据动量守恒可得
由于两小球在空中下落高度相同,运动时间相等,则有
联立可得
整理可得
则以
为横坐标,以
为纵坐标描点,若这些点都近似在一条直线上,则说明动量守恒定律成立。
故选A。
(3)若
,且碰撞近似为弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒可得
联立可得
又
可得
