某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。实验步骤如下：⑴开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间时，可认为气垫导轨水平；⑶用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；⑷令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；⑸在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I=，滑块动量改变量的大小Δp=；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）⑹某次测量得到的一组数据为：d=1.000 cm，m1=1.50×10-2 kg，m2=0.400 kg，△t1=3.900×10-2 s，Δt2=1.270×10-2 s，t12=1.50 s，取g=9.80 m/s2。计算可得I=N·s，Δp= kg·m·s-1；（结果均保留3位有效数字）⑺定义，本次实验δ=%（保留1位有效数字）。

1. 某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。

实验步骤如下：

⑴开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间时，可认为气垫导轨水平；

⑶用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；

⑷令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt₁、Δt₂及遮光片从A运动到B所用的时间t₁₂；

⑸在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I=，滑块动量改变量的大小Δp=；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）

⑹某次测量得到的一组数据为：d=1.000 cm，m₁=1.50×10^-2 kg，m₂=0.400 kg，△t₁=3.900×10^-2s，Δt₂=1.270×10^-2s，t₁₂=1.50 s，取g=9.80 m/s²。计算可得I=N·s，Δp= kg·m·s^-1；（结果均保留3位有效数字）

⑺定义 $\text{[math]}$ ，本次实验δ=%（保留1位有效数字）。

【考点】

动量定理;

【答案】

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实验探究题普通

1. 小晨同学用如图甲所示的实验装置验证动量定理，其步骤如下：

A．测出小车质量M，合理调整木板倾角，让小车能沿木板加速下滑。用轻绳通过滑轮将拉力传感器和小车连接，小车连接纸带，并记录传感器的示数F；

B．取下轻绳，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙所示，将打下的第一点记为计数点0（之后每五个点取一个计数点）。已知打点计时器的打点频率为 $\text{[math]}$ ；

C．用刻度尺测量出第4个计数点和第5个计数点之间的距离 $\text{[math]}$ 、第5个计数点和第6个计数点之间的距离 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的数值如图乙所示。

(1) 相邻两个计数点之间的时间间隔 $\text{[math]}$ s。

(2) 小晨同学从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带，将纸带沿计数点剪断得到6段纸带，由短到长并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠。最后将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图丙。相邻计数点间的距离为 $\text{[math]}$ ，纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔T，用横轴表示时间t。若纵轴表示 $\text{[math]}$ ，则所连直线的斜率表示；若纵轴表示 $\text{[math]}$ ，则所连直线的斜率表示。

A．各计数点的瞬时速度 B．相邻计数点的瞬时速度的变化

C．小车运动的加速度a D．小车运动的加速度的一半即 $\text{[math]}$

(3) 某次实验测得 $\text{[math]}$ ，拉力传感器的示数为 $\text{[math]}$ ，实验得到的纸带如图乙所示，则从0→5过程中小车所受合外力的冲量为 $\text{[math]}$ ，小车动量变化量的大小为 $\text{[math]}$ 。（结果均保留3位有效数字）

(4) 实验操作中（选填“需要”或“不需要”）再添加补偿阻力的步骤，合外力对小车的冲量大于小车动量变化量的原因可能是．

实验探究题普通

2. 某同学打算在家中利用能找到的器材来研究动量定理，实验设计如图1，将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放，用手机连拍功能拍摄小球自由下落的过程，图2为利用图片得到各时刻小球的位置与小球第一位置的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄ ，手机连拍频率为f，查阅得知当地重力加速度为g，小球质量为m。

(1) 小球在位置2时的瞬时速度为（用题中所给物理量符号表示）；

(2) 关于实验装置和操作，以下说法正确的是____； A. 刻度尺应固定在竖直平面内 B. 选择材质密度小的小球 C. 选择材质密度大的小球 D. 铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落

(3) 取小球在位置2~4的过程研究，则验证动量定理的表达式为（用题中所给物理量符号表示）；

(4) 若实验过程中发现小球所受重力的冲量大于动量的增加量，造成此问题的原因可能是。

实验探究题普通

3. 某同学用如图甲所示的装置验证动量定理，部分实验步骤如下：

(1) 将一遮光条固定在滑块上，用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，游标卡尺如图乙所示，则遮光条的宽度 $\text{[math]}$ mm；

(2) 用天平称得滑块（包含遮光条）的质量 $\text{[math]}$ ；
将一与轻弹簧相连的压力传感器固定在气垫导轨左端，一光电门安装在气垫导轨上方，用滑块将弹簧压缩一段距离后由静止释放，压力传感器显示出弹簧弹力F随时间t变化的图像如图丙所示，根据图丙可求得弹簧对滑块的冲量大小为N·s；滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门测得遮光条的挡光时间为 $\text{[math]}$ ，可得弹簧恢复形变的过程中滑块的动量增量大小为kg·m/s。（计算结果均保留2位有效数字）

实验探究题普通