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第26 讲 实验：验证动量守恒定律
目录
01
考情解码·命题预警1
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................2
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................3
考点 实验：验证动量守恒定律........................................................................................................3
知识点 实验：验证动量守恒定律.............................................................................................................3
考向1 教材原型实验..................................................................................................................................5
考向2 创新拓展实验................................................................................................................................15
04 真题溯源·考向感知.......................................................................................................................22
考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
实验：验证动量
守恒定律
选择题
非选择题
\
\
\
考情分析：
1．四川高考物理中，验证动量守恒定律实验是考查重点之一，主要围绕实验原理、数据处理与误差分析
等方面命题，难度中等，且存在一定的创新考查趋势。
2．从命题思路上看，试题情景为
未来可能会依托创新实验进行考查，如改变实验装置或测量方法，要求考生运用所学知识分析新情境下的
实验原理、数据处理及误差分析等，对考生的知识迁移能力和创新思维要求会逐渐提高。
复习目标：
目标一：透彻掌握 “动量守恒定律探究” 实验的核心原理，明确实验通过测量物体碰撞前后的质量与速
度，验证系统在不受外力或合外力为零时动量守恒。
目标二：熟练掌握实验所需全部器材的名称、用途及操作规范，包括天平、游标卡尺、光电门、气垫导
轨、碰撞小球等。
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考点 实验：验证动量守恒定律
知识点 实验：验证动量守恒定律
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。
2、实验方案及实验过程
一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
1.实验器材
气垫导轨、数字计时器、天平、滑块（两个）、弹簧、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。
2.实验过程
（1）测质量：用天平测出滑块的 。
（2）安装：正确安装好气垫导轨，如图所示。
（3）实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前、后的速度。
（4）改变条件，重复实验：
①改变滑块的质量；
②改变滑块的 大小和方向。
（5）验证：一维碰撞中的动量守恒。
3.数据处理
（1）滑块速度的测量：v＝Δ x
Δt ，式中Δx 为滑块上挡光片的 （仪器说明书上给出，也可直接测
量），Δt 为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间。
（2）验证的表达式：m1v1＋m2v2＝ 。
二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
1.实验器材
斜槽、小球（两个）、天平、复写纸、白纸、圆规、铅垂线等。
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2.实验过程
（1）测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为 。
（2）安装：按照如图甲所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽末端 。
（3）铺纸：白纸在下，复写纸在上，且在适当位置铺放好。记下铅垂线所指的位置O。
（4）放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某 处自由滚下，重复10 次。用圆规画
尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心P 就是小球落点的 。
（5）碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽 [同步骤（4）中的高度]自由
滚下，使它们发生碰撞，重复实验10 次。用步骤（4）的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M 和被
撞小球落点的平均位置N，如图乙所示。
（6）验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON 的长度。将测量数据制成表，最后代入到m1·OP＝m1·OM
＋m2·ON，计算并判断在误差允许的范围内是否成立。
（7）整理：将实验器材放回原处。
3.数据处理
验证的表达式：m1·OP＝ 。
三、注意事项
1.前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。
2.方案提醒
（1）若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨 。
（2）若利用平抛运动规律进行验证：
①斜槽末端的切线必须 ；
②入射小球每次都必须从斜槽 由 释放；
③选质量较大的小球作为 ；
④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持 。
考向1 教材原型实验
例1（2025·四川成都·高三月考）用半径相等的两个小球验证动量守恒定律，装置如图甲所示。先安装好
实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
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步骤1：不放小球2，让质量为m1的小球1 从斜槽上A 点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可
能小的圆，把小球的所有落点圈在里面， 其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把质量为m2的小球2 放在斜槽末端边缘位置B 点，让小球1 从A 点由静止滚下，使它们碰撞。重
复多次，并使用与步骤1 同样的方法分别 标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落点的平均位置M、P、N 离O 点的距离， 即线段OM、OP、ON 的长
度。
(1)对于上述实验操作，下列说法正确的是___________；
A．小球1 每次必须从斜槽上相同的位置由静止滚下
B．斜槽轨道末端必须水平
C．斜槽轨道必须光滑
(2)为了保证碰撞时小球1 不反弹，两球的质量必须满足 m1 m2（填“<”或“>”），
(3)若实验中得出的落点情况如图乙所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球1 的质量m1与被碰小球2
的质量m2之比为 。
【变式训练1】（2025·四川成都·高三月考）在实验室做验证动量守恒定律的实验时，某中学的一
个实验小组利用频闪摄影相机对碰撞前后小球的运动情况进行拍摄。如图甲，该小组把带方格的纸板放在
与小球轨迹所在的平面平行的平面内，小方格每格边长为L=1.25cm，重力加速度大小取g=10 m /s
2，实
验主要步骤如下：
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①让小球1 从挡板处由静止释放，从斜槽轨道末端水平抛出后，频闪照片如图乙中的A 系列照片所示；
②将小球2 静置于斜槽轨道末端，让小球1 从挡板处由静止释放，两小球在斜槽轨道末端碰撞，碰撞后两
小球从斜槽轨道末端水平抛出后，频闪照片如图乙中的B、C 系列照片所示。
(1)实验中小球1 的质量为m1，半径为r1，小球2 的质量为m2，半径为r2，则两小球的质量和半径关系需满
足_____（填标号）。
A．m1>m2,r1>r2
B．m1>m2,r1<r2
C．m1>m2,r1=r2
D．m1<m2,r1=r2
(2)下列说法中符合本实验要求的是_____（填标号）。
A．为使实验结果尽可能准确，斜槽轨道必须光滑
B．需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺
C．安装斜槽轨道时，斜槽轨道末端必须水平
D．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
(3)由图乙结合已知数据可计算出碰撞前瞬间小球1 的速度大小为v1= m/s，碰撞后瞬间小球2 的速度
大小为v2= m/s。（均保留2 位有效数字）
(4)若两小球碰撞过程中动量守恒，则由动量守恒定律可得m1:m2= 。
【变式训练2】（2025·四川内江·高三月考）某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。先
让入射小球从斜面上某位置静止释放，经斜槽末端抛出后到达水平面上的P 点，再将大小相同的被碰小球
放置在斜槽末端，让入射小球从斜槽上再次释放，与被碰小球碰撞后分别落到水平面上的M 点和N 点，O
点是斜槽末端在水平面上的投影点，不计空气阻力，回答下列问题。
(1)关于该实验操作说法正确的是（ ）；
A．斜槽必须光滑
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B．入射小球质量一定小于被碰小球质量
C．入射小球先后必须在斜槽上同一位置由静止释放
D．在多次实验中，选取最远的落地点作为小球平抛的落地点
(2)在本实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是使（ ）
A．入射小球得到较大的速度
B．入射小球与被碰小球对心碰撞后速度沿水平方向
C．入射小球与被碰小球对碰时无动能损失
D．入射小球与被碰小球碰后粘在一起一同飞出
(3)已知入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，且发生对心碰撞，测得P、M、N 三点到O 点距离分别为
L0、L1、L2，则有 （用m1、m2、L0、L1、L2表示）成立，即可验证该碰撞过程中动量
守恒；若该碰撞为弹性碰撞，则有 成立（用L0、L1、L2表示）。
(4)若两球没有发生对心碰撞，则两球的落点可能是下图中的____________；
A．
B．
C．
D．
【变式训练3】（2025·四川成都·高三月考）物理中经常可以用相同的实验装置增减一些器材来完
成不同的实验，有一次实验课上老师提供了如图甲所示的基础实验装置和小球，铁架台，坐标纸等器材，
要求同学们根据这个实验装置来完成不同的实验。
(1)小凤同学首先想到可以用此实验装置来完成“验证动量守恒定律”实验，她找到两个小球并用天平测得
两球的质量分别为m1和m2，利用重垂线确定出小球飞出轨道末端时球心在白纸上的投影点O 点。M、P、
N 为本次实验中三个落点的平均位置，并测出M、P、N 与O 的距离OM、OP 和ON，如图乙所示。在实验
误差允许范围内，当关系式m1OP =m1OM +m2ON成立时，可证明两球碰撞时动量守恒。本实验中必须
要求的条件是_______。
A．m1>m2，r1=r2
B．小球m1每次都从斜槽上同一高度由静止释放
C．斜槽末端水平且光滑
D．测出水平槽离地面的高度
(2)小书同学则利用此装置来完成平抛运动实验，让小球做平抛运动并用频闪相机记录轨迹。
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①图丙为用闪光照相机拍摄的照片处理后的一部分，A、B、C 三点为连续三次频闪照相时小球经过的位
置，图中背景方格的边长均为5cm，取重力加速度大小g=10 m /s
2，则该小球做平抛运动的初速度为
m/s。
②经过计算判断图片中的O 点 （填“是”或“不是”）抛出点。
例2（2025·四川广元·高三月考）如图甲为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验
装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定一具有计时功能的摄像
机。
(1)要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还必需的实验器材是____。
A．打点计时器
B．光电门
C．天平
D．刻度尺
(2)为减小重力对实验的影响，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似
做 运动。
(3)测得滑块B 质量为1kg，两滑块碰撞前后位置x 随时间t 的变化图像如图乙所示，其中①为滑块B 碰前
的图线。取滑块A 碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得滑块A 碰后图线为 （选填②、③、
④）。
【变式训练1】（2025·四川达州·高三月考）孙同学验证动量守恒定律的实验装置如图甲所示，气
垫导轨上安装了两个光电门，两滑块上固定宽度相同的竖直遮光条。
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度，读数如图乙所示，则遮光条的宽度d = mm。
(2)实验前，先接通气源，然后在导轨上轻放一个滑块，轻推滑块，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通
过光电门1 的时间大于通过光电门2 的时间。为使导轨水平，可调节旋钮P使轨道左端 （填“升
高”或“降低”）一些，直至滑块通过光电门1 的时间与通过光电门2 的时间相等。
(3)测出滑块A 和遮光条的总质量为mA，滑块B 和遮光条的总质量为mB，将滑块B 静置于两光电门之间，
将滑块A 静置于光电门1 右侧，快速推动滑块A，使滑块A 获得水平向左的初速度，滑块A 经过光电门1
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后与滑块B 发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。要想达到预期的实验效果，则应满足mA （填
“>”“<”或“=”）mB。
(4)实验中与光电门1 连接的数字计时器第一次记录的挡光时间为t1，第二次记录的挡光时间为t3，与光电
门2 连接的数字计时器记录的挡光时间为t2（仅记录一次）。则滑块A 与滑块B 碰撞前的动量p1=
；若碰撞过程中动量守恒，则应满足mA
t3
= 。（均用mA、mB、d、t1、t2和t3表示）
【变式训练2】某同学用如图所示的装置进行探究，初始弹簧处于压缩且锁定状态，解锁后，滑块
A 离开弹簧向右滑动，通过光电门传感器1 后与滑块B 碰撞，已知两挡光片相同，测得滑块A 第一次通过
光电门传感器1 的时间为t1，第二次通过光电门传感器1 的时间为t2，滑块B 通过光电门传感器2 的时间为
t3。
(1)为测量弹簧压缩时具有的弹性势能，除A 的质量外，还须测量的物理量是 ；
(2)若A、B 碰撞过程中动量守恒，则两滑块的质量比mA
mB
= （用测得物理量的符号表示）；
(3)用如图甲所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律。图甲中O 点
是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让质量为m1的小球A 多次从斜轨上位置G 点由静止
释放，找到其落点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后把质量为m2的小球B 静置于轨道末端的水平部
分，再将小球A 从斜轨上位置G 由静止释放，与小球B 碰撞，如此重复多次，M、N 为两球碰后的平均落
点，重力加速度为g，回答下列问题：
①为了保证碰撞时小球A 不反弹，两球的质量必须满足m1 m2（填“<”或“>”），
②若两球发生弹性碰撞，其表达式可表示为 （用OM、OP、ON 来表示）。
③若实验中得出的落点情况如图乙所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球A 的质量m1与被碰小球B
的质量m2之比为 。
【变式训练3】（2025·四川绵阳·高三月考）某同学用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”，
气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块P 和Q。
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(1)为了减小实验误差，使用气垫导轨的目的有___________。
A．保证两个滑块碰撞时是一维的
B．喷出的压缩空气减小滑块速度
C．使滑块与导轨不直接接触，减小噪声
D．减小滑块和导轨之间的摩擦力
(2)测得P、Q 的质量分别为m1和m2，左、右遮光板的宽度分别为d1和d2。实验中，使两个滑块之间的轻弹
簧处于压缩状态，并用细线将两个滑块连接，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电
门的时间分别为t1、t2；用题中测得的物理量表示动量守恒应满足的关系式为 （用t1、t2、d1
、d2、m1、m2表示）。
(3)若左、右遮光板的宽度相同，第（2）问中动量守恒应满足的关系式可简化为 （用题中字
母表示）
考向2 创新拓展实验
例1（2025·四川·高三月考）某兴趣小组利用气垫导轨与遥感弹射器验证动量守恒定律，其原理结构如图
甲所示。当地的重力加速度大小为g。
实验步骤如下：
A．用天平测出滑块与遥感弹射器（含铁丸）的总质量M、铁丸的质量m，利用游标卡尺测出滑块上遮光
条的宽度D；
B．调整气垫导轨使之水平，安装光电门并固定；
C．按照图甲所示正确安装实验装置，让弹射器处于静止状态；
D．打开气源与光电门，通过遥感装置发射铁丸，数字计时器记录遮光片挡光时间为Δt，用手机记录铁丸
的运动轨迹，将拍下的视频导入Tracker 软件进行逐帧分析，得到铁丸的部分运动轨迹如图丙所示。
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(1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度D = cm。
(2)若坐标纸的每一小格宽度为L，在铁丸的部分运动轨迹中，选择图丙中A、B、C三点来研究，铁丸被弹
出瞬间初动量表达式p= （用符号m、L、g表示）。
(3)只需要验证 表达式成立，则可以验证系统动量守恒（用符号M、m、D、Δt、L、g表
示）。
例2 物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验。步骤如下：
①用天平测出滑块A、B 的质量分别为300g 和200g
②安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
③向气垫导轨通入压缩空气；
④把A、B 两滑块放到导轨上，并给他们一个初速度，同时开始闪光照相，闪光的时间间隔设定为
Δt =0.2s。照片如图：该组同学结合实验过程和图像分析知：该图像是闪光4 次摄得的照片，在这4 次闪
光的瞬间，A、B 两滑块均在0~80cm刻度范围内；第一次闪光时，滑块B 恰好通过x =55cm处，滑块A
恰好通过x =70cm处；碰撞后有一个物体处于静止状态。请问：
(1)以上情况说明碰后 （选填A 或B）物体静止，滑块碰撞位置发生在 cm 处；
(2)滑块碰撞时间发生在第一次闪光后 s；
(3)设向右为正方向，试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是 kg⋅m/s，碰撞后两滑块
的质量与速度乘积之和是 kg⋅m/s，以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是
。
【变式训练1】某学习小组在验证动量守恒定律时设计了一种方案，原理如图所示。将一透明玻璃
管水平固定在木架上，中间处开一小孔（图中未画出）。选择两个大小相同，质量分别为mA、mB的带孔
小球（直径均略小于玻璃管的内径），通过细绳将弹簧压缩后置于管的中间。烧断细绳，两小球在弹簧弹
力的作用下从玻璃管的两端水平射出，分别落到水平台面的A、B 两点。回答下列问题：
(1)为尽可能减小实验误差，以下操作正确的是______。
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A．两小球的质量mA、mB一定要相等
B．玻璃管一定要水平放置
C．玻璃管与小球间的动摩擦因数近似为零
(2)为了完成本实验，除了测量两小球的质量mA、mB外，还必须测量 。
(3)利用上述测得的实验数据，验证动量守恒定律的表达式为 。
【变式训练2】天立的同学借助图所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微
调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮泥，
后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，让小车1以某速度做匀速直线运动，与置于
木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50 Hz，得到的纸
带如图所示，已将各计数点之间的距离标在图上。
（1）图中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车1碰撞前的速度大小v1= m/s，计算
两车碰撞后的速度大小应选 段。
（2）若小车1 的质量（含橡皮泥）为0.4 kg，小车2的质量为0.2kg，根据纸带数据，两小车碰前的总动
量 kg⋅m /s，碰后两小车总动量 kg⋅m /s，（结果保留三位有效数字）。你认为
出现此结果的原因可能是 。
（3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是 。
A．实验中小车1 必须从静止释放
B．若小车1 前端没贴橡皮泥，不影响实验验证
C．上述实验装置不能验证弹性碰撞规律
D．上述实验装置能验证弹性碰撞规律
（4）如果在测量小车1 的质量时，忘记粘橡皮泥，则所测系统碰前的动量与系统碰后的动量相比，将
（填“偏大”或“偏小”或“相等”）。
【变式训练3】2022 年10 月16 日，党的二十大在京开幕，在二十大报告中，体育、健康等关键词
多次提及，报告提出：“促进群众体育和竞技体育全面发展，加快建设体育强国”，这正是全面建设社会
主义现代化国家的一个重要目标，冰壶运动深受人们的喜爱，现在流行一种旱地冰壶，它的赛道是由多块
正方形的耐力板组成，如图甲所示，某实验小组的同学想用此装置验证碰撞中的动量守恒，为了便于实验
研究，将旱地冰壶的赛道改造成如图乙所示的赛道，现有两个材料不同的红壶和黄壶，某同学先将黄壶放
在出发点a 处，轻推黄壶，测得黄壶经过b 点后再向前运动n1格速度变为零，并恰好停在分界线的中心点
上；然后在a 处仍然放上黄壶，在b 处放上红壶，用同样的力度轻推黄壶，与红壶碰撞后，测得红壶向前
运动n2格速度变为零，黄壶经过b 点后再向前运动n3格速度变为零，两壶均恰好停在分界线的中心点上。
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（1）为保证碰撞中的实验效果，要求黄壶的质量 （填“大于”“等于”或“小于”）红壶的质
量。
（2）若已知黄壶的质量为m1，与耐力板间的动摩擦因数为μ1；红壶的质量为m2，与耐力板间的动摩擦因
数为μ2，则验证动量守恒定律的表达式为 （用题中所给字母表示）。
【变式训练4】某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如
图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA 为水平段。选择相同材质的一元硬币和
一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2（m1>m2）。将硬币甲放置在斜面上某一位
置，标记此位置为B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O 点到停止处的滑行距离
OP。将硬币乙放置在O 处，左侧与O 点重合，将甲放置于B 点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分
别测量甲乙从O 点到停止处的滑行距离OM 和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、
OM、ON 的平均值分别为s0、s1、s2。
（1）在本实验中，甲选用的是 （填“一元”或“一角”）硬币；
（2）碰撞前，甲到O 点时速度的大小可表示为 （设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为
g）；
（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则√s0−√s1
√s2
= （用m1和m2表示），然后通过测得的具体数据
验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒。
1.（2024·北京·高考真题）如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。
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(1)关于本实验，下列做法正确的是_____（填选项前的字母）。
A．实验前，调节装置，使斜槽末端水平
B．选用两个半径不同的小球进行实验
C．用质量大的小球碰撞质量小的小球
(2)图甲中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为m1的小球从斜槽上的S 位置由静止释
放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为m1的小球
从S 位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N 和P（P 为m1单独滑落时的
平均落点）。
a．图乙为实验的落点记录，简要说明如何确定平均落点 ；
b．分别测出O 点到平均落点的距离，记为OP、OM 和ON。在误差允许范围内，若关系式 成立，即
可验证碰撞前后动量守恒。
(3)受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长
的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O 点和O′点，两点间距等于小球的直径。
将质量较小的小球1 向左拉起至A 点由静止释放，在最低点B 与静止于C 点的小球2 发生正碰。碰后小球
1 向左反弹至最高点A′，小球2 向右摆动至最高点D。测得小球1，2 的质量分别为m 和M，弦长AB = l1、
A′B = l2、CD = l3。
推导说明，m、M、l1、l2、l3满足 关系即可验证碰撞前后动量守恒。
2.（2024·新疆河南·高考真题）某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水
平桌面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时
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先将小球a 从斜槽轨道上Q 处由静止释放，a 从轨道右端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出落点的
平均位置P 与O 点的距离xP，将与a 半径相等的小球b 置于轨道右侧端点，再将小球a 从Q 处由静止释
放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出a、b 两球落点的平均位置M、N 与O 点的距离xM、
xN。
完成下列填空：
(1)记a、b 两球的质量分别为ma、mb，实验中须满足条件ma mb（填“>”或“<”）；
(2)如果测得的xP、xM、xN、ma和mb在实验误差范围内满足关系式 ，则验证了两小球在碰撞中满足
动量守恒定律。实验中，用小球落点与O 点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是 。
3.（浙江·高考真题）“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示，阻力很小的滑轨上有两辆小
车A、B，给小车A 一定速度去碰撞静止的小车B，小车A、B 碰撞前后的速度大小可由速度传感器测得。
①实验应进行的操作有 。
A．测量滑轨的长度
B．测量小车的长度和高度
C．碰撞前将滑轨调成水平
②下表是某次实验时测得的数据：
A 的质量/kg
B 的质量/kg
碰撞前A 的速度大
小/（m ⋅s
−1）
碰撞后A 的速度
大小/（m ⋅s
−1）
碰撞后B 的速
度大小/（
m ⋅s
−1）
0.200
0.300
1.010
0.200
0.800
由表中数据可知，碰撞后小车A、B 所构成系统的总动量大小是 kg·m/s。（结果保留3 位有效数
字）
4.（北京·高考真题）如图1，用“碰撞试验器”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。
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①试验中，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．小球做平抛运动的射程
②图1 中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，
找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，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。接下来要完成的必要步骤是 （填选
项的符号）
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1，m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM，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。那么还应满足的表达式为 （用②中测量的量表示）。
④经测定，m1= 45.0 g，m2=7.5 g，小球落地点的平均位置距O 点的距离如图2 所示。
碰撞前，后m1动量分别为p1与p1
′，则p1∶p1
′= ；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1
′ ∶p2
′=11∶
实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值
p1
p1
′ + p2
′ 为
⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程
增大。请你用④中已知的数据，分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON 的最大值为 cm
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5.（2024·山东·高考真题）在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某
同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b 两个位移传感器，a 测量滑块A
与它的距离xA，b 测量滑块B 与它的距离xB。部分实验步骤如下：
①测量两个滑块的质量，分别为200.0g 和400.0g；
②接通气源，调整气垫导轨水平；
③拨动两滑块，使A、B 均向右运动；
④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题：
(1)从图像可知两滑块在t= s 时发生碰撞；
(2)滑块B 碰撞前的速度大小v= m/s （保留2 位有效数字）；
(3)通过分析，得出质量为200.0g 的滑块是 （填“A”或“B”）。
6.（重庆·高考真题）如图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。
带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定一具有计时功能的摄像机。
（1）要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还必需的实验器材是 。
（2）为减小重力对实验的影响，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑块能在气垫导轨上
近似做 运动。
（3）测得滑块B 的质量为197.8g，两滑块碰撞前后位置x 随时间t 的变化图像如图所示，其中①为滑块
B 碰前的图线。取滑块A 碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得滑块B 碰前的动量为
kg⋅m ⋅s
−1（保留2 位有效数字），滑块A 碰后的图线为 （选填“②”“③”“④”）。
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