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第29 讲 实验：验证动量守恒定律
目录
01 考情解码·命题预警..........................................................................................................................1
体系构建·思维可视...............................................................................................................................2
03 核心突破·靶向攻坚..........................................................................................................................2
考点一 教材原型实验.....................................................................................................................................2
知识点1 实验原理............................................................................................................................................3
知识点2：研实验方案及过程............................................................................................................................3
考点二：创新拓展实验.....................................................................................................................................3
考向1 创新拓展实验........................................................................................................................................9
04 真题溯源·考向感知........................................................................................................................13
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
2025·广东·高考物理试
题
2024·北京·高考物理试
题
2024·全国·高考物理试
题
2023·辽宁·高考物理试
题
考情分析：
1．在湖南高考物理中，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1.理解动量守恒定律成立的条件，会利用不同方案验证动量守恒定律。
目标2.知道在不同实验方案中要测量的物理量，会进行数据处理及误差分析。
1
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考点一 实验：验证动量守恒定律
知识点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＝
m 1v1＋
m 2v2 及碰撞后的动量p'＝
m 1v1' ＋
m 2v2'
，比较碰撞前、后动量是否相
等。
知识点2、实验方案及实验过程
2
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实验方案
原理装置
实验步骤
方案一
利用气垫导轨完成
碰撞实验
v＝，d 为滑块上挡光片
的宽度，Δt 为遮光时间
验证：m1v1＋m2v2＝m1v1′
＋m2v2′
1.测质量：用天平分别测出两滑块的质
量。
2.安装：正确安装好气垫导轨。
3.测速：计算出两滑块碰撞前、后的速度
方案二
利用两辆小车在光
滑长木板上的运动
完成碰撞实验
v＝，Δx 为纸带上两计数
点的距离，Δt 为对应的时
间
验证：m1v1＝(m1＋m2)v2
1.测质量：用天平分别测出两小车的质
量。
2.安装：将打点计时器固定在光滑长木板
的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小
车A 的后面，在两小车的碰撞端分别装上
撞针和橡皮泥。
3.实验：接通电源，让小车A 运动，小车
B 静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，
两车连接成整体，随后两车一起运动。
4.测速：通过纸带上合适的两计数点间的
距离及打下两计数点的时间间隔，由v＝
算出碰撞前A 车与碰撞后两车共同的速度
方案三
利用斜槽末端小球
的碰撞验证动量守
恒定律
1.测小球的水平射程，连
接ON，测量线段OP、
OM、ON 长度
2.验证：m1·OP＝m1·OM
＋m2·ON
1.测质量：用天平分别测出两等大小球的
质量，且保证m1＞m2。
2.安装：调整固定斜槽使斜槽末端水平。
3.铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当
位置铺放好，记下重垂线所指的位置O。
4.找平均位置点：每次让入射小球从斜槽
上某固定高度处自由滚下，小球滚下10
次，用圆规画尽量小的圆把所有的小球落
点圈在里面，找出圆心；再将被碰小球放
在图示位置处使其被入射小球碰撞后落下
(入射小球的起始位置始终不变)，经过10
次碰撞后，用同样的方法分别找出入射小
球和被碰小球落点所在最小圆的圆心。
5.测距离：用刻度尺分别量出O 到所找出
的三个圆心的距离
3
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考向1 教材原型实验
例1 （2025·湖南·一模）小车，带滑轮的木板，打点计时器等为高中物理常见的实验器材。
(1)利用如图甲所示的实验装置可以进行的物理实验是 ，其中必须在实验前取下细线和槽码，
调整木板的倾斜程度，使小车在木板上做匀速直线运动的物理实验是 。（填选项前的字母）
A．探究小车速度随时间变化的规律
B．探究加速度与物体受力、质量的关系
C． 验证小车的机械能守恒
(2)利用如图乙的实验装置验证动量守恒定律。
①在小车A 前端贴上橡皮泥，接通打点计时器电源后，轻推小车A，小车A 以某速度做匀速直线运
动，并与置于木板上静止的小车B 相碰后粘在一起，继续做匀速直线运动，得到的纸带如图丙所示。
若要计算两车碰撞后的速度大小应选 段（填“AB”“BC”“CD”或“DE”）。
②设
、
别为两车碰撞前、后的总动量，要求验证两车动量守恒所允许的最大相对误差
不能超过1%。若小车A 的质量为小车B 的2 倍，测得
、
、
、
，则
%（结果保留两位小数），
A、B 两车组成的系统在误差允许的范围内动量 （填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】(1) AB B
(2) DE 0.12 守恒
【详解】（1）[1]利用如图甲所示的实验装置可以进行的物理实验是探究小车速度随时间变化的规
律、探究加速度与物体受力、质量的关系，实验中存在摩擦力做功，不能验证机械能守恒，故选
AB；
[2] 探究加速度与物体受力、质量的关系的实验中，需要先平衡摩擦力，故选B。
（2）①[1]若要计算两车碰撞后的速度大小应选点距稳定的DE 段；
[2]
②
两车碰撞前的总动量
4
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两车碰撞后的总动量
根据题意可知
[3] A、B 两车组成的系统在误差允许的范围内动量守恒
【变式训练1·】（2025·天津河西·一模）如图为验证动量守恒定律的实验装置图。实验时，将斜槽
固定在铁架台上，使槽末端水平。先让质量为
的入射球多次从倾斜轨道上由静止释放，记录其
在水平桌面上的平均落点位置。然后把质量为
的被碰小球静置于槽的末端，再将入射球从倾斜
轨道上由静止释放，与
相碰，并多次重复，记录两小球在桌面上的平均落点位置。用刻度尺测
量O 点到三个平均落点位置M、P、N 的距离，分别记为
、
、
。
(1)关于该实验，下列说法中哪些是正确的？___________（填正确答案标号）
A．入射球和被碰球的质量必须满足
B．入射球每次可从斜槽上任意位置释放
C．实验中还必须测量出斜槽末端到水平地面的高度
D．将小球静置于斜槽末端，若小球能保持静止，则说明斜槽末端水平
(2)在测量
的过程中，直尺的O 刻度与白纸上O 点对齐，测量时如图所示，则
cm。
(3)在误差允许范围内，表达式 成立，则两个小球的碰撞满足动量守恒定律。（用
、
、
、
和
表示）。
【答案】(1)AD
5
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(2)43.90（43.88～43.92）
(3)
【详解】（1）A．为了避免碰撞后入射球被反弹，所以要求入射球的质量大于被碰球的质量，即
，故A 正确；
B．为保证入射球每一次获得相同的初速度，故每一次入射球都要从同一位置静止释放，故B 错误；
C．小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，由于高度相同，所以在空中运动时间相同，即可用水平
位移表示速度，所以不需要测量小球抛出点的离地高度，故C 错误；
D．为保证小球做平抛运动，所以要将小球静置于斜槽末端，若小球能保持静止，则说明斜槽末端
水平，故D 正确。
故选AD。
（2）由图乙所示刻度尺可知，其分度值是1mm，故读数为43.90 cm。
（3）小球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间t 相等，由题意
可知，P 点为碰撞前入射球的落点，M 点为碰撞后入射球的落点，N 点为碰撞后被碰球的落点，则
碰撞前入射球的速度大小
碰撞后入射球的速度大小
碰撞后被碰球的速度大小
两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
整理得
【变式训练2】（2025·浙江·二模）某同学设计了一个如图甲所示用打点计时器来验证动量守恒定
律的实验：让前端贴有橡皮泥的小车A，后端连一打点计时器纸带，以某速度做匀速直线运动，与
置于木板上静止的小车B 相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，
接通打点计时器电源后，让小车A 得到的纸带如图乙所示。小车A 的质量为0.4kg，小车B 的质量
为0.2kg。
(1)若要计算小车A 碰撞前的速度大小应该选择
A．AB 段
B．BC 段
C．CD 段
D．DE 段
(2)用你在（1）中的选择，对应的小车碰撞前的总动量大小 kg·m/s（保留三位有效数字）
(3)在（1）中你的选择理由是
【答案】(1)B
6
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(2)0.685
(3)见解析
【详解】（1）小车A 碰撞前做匀速直线运动，纸带上的点迹均匀分布，由于碰撞前的速度大于碰
撞后的速度，则相邻点迹之间的间距大于碰撞后相邻点迹之间的间距，根据图乙可知，若要计算小
车A 碰撞前的速度大小应该选择BC 段。
故选B。
（2）小车A 碰撞前的速度v0= xBC
5T
打点计时器电源频率为50Hz，则周期为T = 1
f
小车碰撞前的总动量大小p0=mA v0
解得p0≈0.685kg⋅m/s
（3）在（1）中选择理由是打点计时器在BC、DE 段打的点分布均匀，表明小车在这两段内做匀速
直线运动，又BC 段大于DE 段，碰前速度大于碰后速度。
考向2 创新拓展实验
例2 8．（2025·湖南·三模）学习小组利用如图1 所示的装置，测量滑块1、2 的质量
、
（含
遮光板）。
实验器材：气垫导轨、滑块1、2（含宽度相同的遮光板）、配重块（质量已知）、弹簧、细线、光
电门、计时器等。
实验步骤：
①打开光电门及计时装置，接通气源，调节气垫导轨水平；
②在滑块1 上固定数量不等的配重块，在两个滑块中间压缩轻质弹簧，再用细线把两个滑块连接；
③开始时让两滑块在两光电门中间处于静止状态，然后烧断细线，滑块1、2 分别向左右弹开，经
过光电门时，记录遮光板的挡光时间分别为
、
及配重片的总质量
；
④改变滑块1 上配重片的质量，多次重复实验，记录多组
、
及
值。
数据处理：在坐标纸上以
为纵轴，以配重片总质量
为横轴，画出
图如图2 所示，为
一条倾斜的直线，测出纵截距为
，斜率为
。
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请回答下列问题：
(1)若每次滑块弹开过程系统动量守恒，根据图像可求出滑块1 质量
，滑块2 质量
。（均用
、
表示）
(2)每次实验，弹簧的压缩量 。（选填“可以不同”或“必须相同”）
(3)若某次实验在烧断细线前，两滑块没有处于静止状态，而是有向左的微小速度，则此次测量的数
据点处在理论直线的 侧。（选填“上”或“下”）
【答案】(1)
(2)可以不同
(3)下
【详解】（1）[1][2]设遮光板宽度为d，弹簧弹开后，滑块1、2 的速度大小分别为
滑块弹开过程系统动量守恒，有0=(
可得
整理可得
可知
图为一条倾斜的直线，斜率与纵截距的意义为
，
可得
，
（2）由于
，与弹簧压缩量大小无关，所以每次实验，弹簧的压缩量可以不同
（3）若某次实验在烧断细线前，两滑块有向左的微小速度，烧断细线后，滑块1 向左的速度比理
想值偏大，遮光时间
比理想值偏小，滑块2 向右的速度比理想值偏小，遮光时间
比理想值偏大，
8
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比理想值偏小，此次测量的数据点处在理论直线的下侧
【变式训练1】（2025·山西晋中·二模）实验小组要验证两滑块在碰撞过程中的动量守恒。方案设
计如图1 所示，固定在水平面上的长木板左侧带有挡板，挡板固定一个轻质弹簧，在长木板上弹簧
原长O 处依次并排放置质量分别为
、
底面粗糙程度相同的铁块A、B（此时弹簧无压缩）。
操作过程如下：
①保持B 不动手，拿铁块A 将弹簧压缩，至某位置P 由静止释放；
②弹簧恢复原长时铁块A 与B 发生碰撞，碰后两铁块分别向右运动一段距离停下，如图2 所示，测
得A、B 静止时与O 点的距离分别为
、
；
③拿走铁块B，重复步骤①，测得铁块A 停下时到O 点的距离为
，如图3 所示，又测得A、B 沿
运动方向的宽度分别为
、
。
(1)为保证实现上述实验目标，应使
（填“>”“=”或“<”），若等式 （用
、
及以上步骤中测得的物理量表示）成立，则说明碰撞过程A、B 组成系统动量守恒。
(2)若两铁块与木板间的动摩擦因数为
，重力加速度为g，忽略偶然因素造成的误差，则可求得碰
撞过程系统损失的机械能为 。
【答案】(1) >
(2)
【详解】（1）[1]由于碰后两铁块分别向右运动，为保证实现上述实验目标，应使
>
[2]若等式
成立，则说明碰撞过程A、B 组成系统动量守恒。因为离开弹簧后
9
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A、B 都做匀减速直线运动到速度减为零，且根据牛顿第二定律
知
相同，根据运动学公式
可推得
根据题意拿走铁块B，测得铁块A 停下时位移为
， A 与B 发生碰撞后两铁块分别向右运动一段
距离停下时位移分别为
、
，故
故可表示为
（2）若两铁块与木板间的动摩擦因数为
，重力加速度为g，忽略偶然因素造成的误差，根据能
量守恒，可求得碰撞过程系统损失的机械能为
离开弹簧后，对各铁块分别运用动能定理
，
，
联立解得
【变式训练2·】（2025·河北保定·一模）某实验小组采用如图所示的装置验证动量守恒定律，小球
a、b 均为质量均匀分布的弹性小球，小球a 自由悬垂状态时恰好与支架上的小球b 接触，已知两小
球的质量关系为
，两小球的球心位于同一水平线上。
(1)除了图中画出的器材之外，实验还需要的器材有__________（填正确答案标号）。
A．天平和砝码
B．刻度尺
C．秒表
D．弹簧测力计
(2)除了图中标识的小球a 由静止释放时细悬线与竖直方向的角度
、小球b 在支架上静止时小球到
地面的距离h、碰撞后小球b 的水平位移x 之外，实验中还需要测量的物理量有__________（填正
确答案标号）。
A．小球a、b 的质量
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B．释放时小球a 的球心到悬点的距离L
C．小球a 从释放到与小球b 碰撞前运动的时间
D．碰撞后细悬线偏离竖直方向的最大角度
E．从碰撞到落地过程小球b 运动的时间
(3)在误差允许的范围内，如果验证的关系式 （用图中标出的物理量及（2）
中提到的物理量的字母表示）成立，则说明小球a、b 对心碰撞过程中满足动量守恒定律。
【答案】(1)AB
(2)ABD
(3)
【详解】（1）验证动量守恒定律需要用天平和砝码称出两个小球的质量，需要刻度尺测量高度、
长度等物理量，不需要秒表和弹簧测力计，实验还需要的器材有AB
（2）根据机械能守恒定律有
解得碰前瞬间小球a 的速度
同理根据机械能守恒定律有
解得碰后瞬间小球a 的速度
根据平抛运动规律对小球b 有
解得
如果碰撞过程中满足动量守恒定律，则有
结合上述分析，可知还需要测量的物理量有ABD。
（3）将
，
，
代入
化简可得
在误差允许范围内，满足此关系式即可验证小球a、b 对心碰撞过程中动量守恒。
。
11
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1.
（2025·广东·高考真题）请完成下列实验操作和计算。
(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图所示，
读数 mm。
(2)实验小组利用小车碰撞实验测量吸能材料的性能，装置如图所示，图中轨道由轨道甲和乙平滑拼
接而成，且轨道乙倾角较大。
①选取相同的两辆小车，分别安装宽度为1.00 cm 的遮光条。
②轨道调节。
调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高。将小车在轨道乙上释放，若测得小车通过光电门A 和B 的
。证明已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力。
③碰撞测试
先将小车1 静置于光电门A 和B 中间，再将小车2 在M 点由静止释放，测得小车2 通过光电门A
的时间为t2，碰撞后小车1 通过光电门B 的时间为t1。若t2 t1，可将两小车的碰撞视为弹
性碰撞。
④吸能材料性能测试。
将吸能材料紧贴于小车2 的前端。重复步骤③。测得小车2 通过光电门A 的时间为10.00 ms，两车
碰撞后，依次测得小车1 和2 通过光电门B 的时间分别为15.00 ms、30.00 ms，不计吸能材料的质
量，计算可得碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2 动能的比值为 （结果保留2 位有效数
字）。
【答案】(1)8.260/8.261/8.259
(2) 时间相等 = 0.56
【详解】（1）根据题意，由图可知，小球的直径为d =8 mm +26.0×0.01mm =8.260 mm
（2）②[1]若已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力，小车将在轨道甲上做匀速直线运动，
通过两个光电门的速度相等，即通过光电门A 和B 的时间相等。
[2]
③
若两个小车发生弹性碰撞，由于两个小车的质量相等，则碰撞后两个小车的速度互换，即碰撞
12
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后小车1 的速度等于碰撞前小车2 的速度，则有t2 = t1
[3]
④
根据题意可知，碰撞前小车2 的速度为v0= d
Δt1
= 1×10
−2
10×10
−3 m/s=1m/s
碰撞后，小车1 和小车2 的速度分别为v1= d
Δt2
= 2
3 m/s，v2= d
Δt3
= 1
3 m/s
则碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2 动能的比值为E
'
k
Ek
=
1
2 m v1
2+ 1
2 m v2
2
1
2 m v0
2
= 5
9 ≈0.56
2．（2024·福建·高考真题）某小组基于动量守恒定律测量玩具枪子弹离开枪口的速度大小，实验装
置如图（a）所示。所用器材有：玩具枪、玩具子弹、装有挡光片的小车、轨道、光电门、光电计
时器、十分度游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下：
（1）用电子秤分别测量小车的质量M 和子弹的质量m；
（2）用游标卡尺测量挡光片宽度d，示数如图（b）所示，宽度d= cm；
（3）平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门A 和B，让装有挡光片的小车以一
定初速度由右向左运动，若测得挡光片经过A、B 的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms，则应适当
调高轨道的 （填“左”或“右”）端。经过多次调整，直至挡光时间相等；
（4）让小车处于A 的右侧，枪口靠近小车，发射子弹，使子弹沿轨道方向射出并粘在小车上，小
车向左运动经过光电门A，测得挡光片经过A 的挡光时间
；
（5）根据上述测量数据，利用公式v= （用d、m、M、
表示）即可得到子弹离开枪口
的速度大小v；
（6）重复步骤（4）五次，并计算出每次的v 值，填入下表；
次数
1
2
3
4
5
速度v（
）
59.1
60.9
60.3
58.7
59.5
（7）根据表中数据，可得子弹速度大小v 的平均值为 m/s。（结果保留3 位有效数字）
【答案】 0.99 右
59.7
【详解】（2）[1]游标卡尺的分度值为0.1mm，则挡光片的宽度为
13
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（3）[2]小车经过光电门的速度为
测得挡光片经过A、B 的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms，可知小车经过光电门A 的速度大于经
过光电门B 的速度，故应适当调高轨道的右端；
（5）[3]小车经过光电门的速度为
子弹粘上小车的过程，根据动量守恒定律有
解得
（7）[4]根据表格数据，可得子弹速度大小v 的平均值为
3．（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。
(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 ；
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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。
【答案】(1)AC
(2) 用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点
m1OP = m1OM＋m2ON
(3)ml1 = −ml2＋Ml3
【详解】（1）A．实验中若使小球碰撞前、后的水平位移与其碰撞前，后速度成正比，需要确保
小球做平抛运动，即实验前，调节装置，使斜槽末端水平，故A 正确；
B．为使两小球发生的碰撞为对心正碰，两小球半径需相同，故B 错误；
C．为使碰后入射小球与被碰小球同时飞出，需要用质量大的小球碰撞质量小的小球，故C 正确。
故选AC。
（2）[1]用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点。
[2]碰撞前、后小球均做平抛运动，由
可知，小球的运动时间相同，所以水平位移与平抛
初速度成正比，所以若
m1OP = m1OM＋m2ON
即可验证碰撞前后动量守恒。
（3）设轻绳长为L，小球从偏角θ 处静止摆下，摆到最低点时的速度为v，小球经过圆弧对应的弦
长为l，则由动能定理有
由数学知识可知
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联立两式解得
若两小球碰撞过程中动量守恒，则有
mv1 = −mv2＋Mv3
又有
，
，
整理可得
ml1 = −ml2＋Ml3
4．（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
，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
、
。
完成下列填空：
(1)记a、b 两球的质量分别为
、
，实验中须满足条件
（填“>”或“<”）；
(2)如果测得的
、
、
、
和
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 。
【答案】(1)>
(2)
小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时
间相同，水平方向匀速运动直线运动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。
【详解】（1）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求
；
（2）[1]两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们做平抛运动的时间t 相等，碰
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撞前a 球的速度大小
碰撞后a 的速度大小
碰撞后b 球的速度大小
如果碰撞过程系统动量守恒，则碰撞前后系统动量相等，则
整理得
[2]小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速运动直线运
动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。
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：
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(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”）。
【答案】(1)1.0
(2)0.20
(3)B
【详解】（1）由x−t图像的斜率表示速度可知两滑块的速度在t =1.0s时发生突变，即这个时候发
生了碰撞；
（2）根据x−t图像斜率的绝对值表示速度大小可知碰撞前瞬间B 的速度大小为
v =|
90−110
1.0 |cm /s=0.20 m /s
（3）由题图乙知，碰撞前A 的速度大小vA=0.50 m/s，碰撞后A 的速度大小约为v
'
A=0.36 m/s，
由题图丙可知，碰撞后B 的速度大小为v
'
B=0.5 m/s，A 和B 碰撞过程动量守恒，则有
mA vA+mBv =mA v
'
A+mB v
'
B
代入数据解得
mA
mB
≈2
所以质量为200.0g 的滑块是B。
6．（2023·辽宁·高考真题）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
和
(
)。将硬币甲放置在斜面一
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
、
、
。
（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）；
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（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则
（用
和
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；
（4）由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的
比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因 。
【答案】 一元
见解析
【详解】（1）[1]根据题意可知，甲与乙碰撞后没有反弹，可知甲的质量大于乙的质量，甲选用的
是一元硬币；
（2）[2]甲从
点到
点，根据动能定理
解得碰撞前，甲到O 点时速度的大小
（3）[3]同理可得，碰撞后甲的速度和乙的速度分别为
若动量守恒，则满足
整理可得
（4）[4]由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小
的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因有：
1.测量误差，因为无论是再精良的仪器总是会有误差的，不可能做到绝对准确；
2.碰撞过程中，我们认为内力远大于外力，动量守恒，实际上碰撞过程中，两个硬币组成的系统合
外力不为零。
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