2020年高考回歸復習—力學實驗之驗證動量守恒定律 含答案

1、高考回歸復習力學實驗之驗證動量守恒定律1如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。(1)實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過僅測量_（選填選項前的符號），間接地解決這個問題。A小球開始釋放高度B利用秒表精確測量小球從拋出點到落地的時間C小球做平拋運動的射程(2)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓球1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP。然后，把被碰小球2靜置于軌道的水平部分末端，再將入射球1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球相碰，并多次重復。接下來要完成的必要步驟是_（

2、填選項前的符號）。A用天平測量兩個小球的質(zhì)量、B測量球1開始釋放高度C測量拋出點距地面的高度D分別找到球1、球相碰后平均落地點的位置M、NE測量平拋射程OM、ON(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為_（用(2)中測量的量表示）若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為_（用(2)中測量的量表示）。2國慶同學在做“探究碰撞中的不變量”實驗中，所用裝置如圖甲所示，已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點?；卮鹨韵聠栴}：(1)為了完成本實驗，下列必須具備的實驗條件或操作步驟是_；A斜槽軌道末端的切線必須水平 B入射球和被碰球半徑必須相同C入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等 D必須測出桌面離地的高度H

3、E.斜槽軌道必須光滑(2)國慶同學在實驗中正確操作，認真測量，得出的落點情況如圖乙所示，則入射小球質(zhì)量和被碰小球質(zhì)量之比為_；(3)為了完成本實驗，測得入射小球質(zhì)量m1，被碰小球質(zhì)量m2，O點到M、P、N三點的距離分別為y1、y2、y3，若兩球間的碰撞是彈性碰撞，應該有等式_成立。A B C D 3小明做“探究碰撞中的不變量”實驗的裝置如圖1所示，懸掛在O點的單擺由長為l的細線和直徑為d的小球A組成，小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發(fā)生對心碰撞，碰后小球A繼續(xù)擺動，小球B做平拋運動（1）小明用游標卡尺測小球A直徑如圖2所示，則d=_mm又測得了小球A質(zhì)量m1，細線長度l，碰撞前小球

4、A拉起的角度和碰撞后小球B做平拋運動的水平位移x、豎直下落高度h為完成實驗，還需要測量的物理量有：_（2）若A、B兩球碰后粘在一起形成新單擺，其周期_（選填“小于”、“等于”或“大于”）粘合前單擺的周期（擺角小于5）4某同學利用電火花打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗氣墊導軌裝置如圖(a)所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差(1)下面是實驗的主要步驟：安裝好氣墊導軌，調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導軌

5、水平；向氣墊導軌通入壓縮空氣；把電火花打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導軌的中間；先_，然后_，讓滑塊帶動紙帶一起運動；取下紙帶，重復步驟，選出理想的紙帶如圖(b)所示；測得滑塊1的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.完善實驗步驟的內(nèi)容(2)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為_kgm/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為_kgm/s(保留三位有效

6、數(shù)字)(3)試說明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_紙帶和限位孔之間的摩擦力使滑塊的速度減小 5兩位同學用如圖甲所示裝置，通過半徑相同的A,B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。(1)實驗中必須滿足的條件是_。A斜槽軌道盡量光滑以減小誤差B斜槽軌道末端的切線必須水平C入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下D兩球的質(zhì)量必須相等(2)測量所得入射球的質(zhì)量為，被碰撞小球的質(zhì)量為，圖甲中點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球從斜軌上的起始位置由靜止釋放，找到其平均落點的位置，測得平拋射程為;再將小球B放置在軌道末端，讓入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，與小球相撞，分別找到球和球相撞后

7、的平均落點,測得平拋射程分別為和。當所測物理量滿足表達式_時，則說明兩球的碰撞為彈性碰撞。 (3)另一同學也用上述兩球進行實驗，但將實驗裝置進行了改裝:如圖乙所示，將白紙、復寫紙固定在豎直放置的木條上，用來記錄實驗中球球與木條的撞擊點。實驗時，首先將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸，讓入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，撞擊點為;然后將木條平移到圖中所示位置，入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，確定其撞擊點;再將入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，與球相撞，確定球和球相撞后的撞擊點分別為和。測得與各點的高度差分別為若所測物理量滿足表達式_時，則說明球和球碰撞中動量守恒。6如圖所示為實驗室中驗證動

8、量守恒定律的實驗裝置示意圖。（1）實驗中必須要求的條件是_。A斜槽軌道盡量光滑以減少誤差B斜槽軌道末端的切線必須水平C入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等，且大小相同D入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放（2）圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后把被碰小球靜置于水平軌道的末端，再將入射球從斜軌上S位置靜止釋放，與小球相碰，并重復多次。本實驗還需要完成的必要步驟是_（填選項前的符號）。A用天平測量兩個小球的質(zhì)量、B測量拋出點距地面的高度HC分別找到、相碰后平均落地點的位置M、ND測量平拋射程OM、ON（

9、3）為了驗證碰撞前后動量守恒，該同學只需驗證表達式：_成立，即表示碰撞中動量守恒。7用如圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律為了減小實驗誤差，下列做法正確的是_；A兩球的質(zhì)量和半徑都一樣大B多次將A球從不同的高度釋放C保證斜槽末端的切線水平D減小斜槽對小球A的摩擦圖乙是B球的落點痕跡，刻度尺的“0”刻線與O點重合，可以測出碰撞后B球的水平射程為_cm；本次實驗必須進行測量的是_。A水平槽上未放B球時，A球的落點位置到O點的水平距離BA球與B球碰撞后，A球和B球的落點位置到O點的水平距離CA球與B球下落的時間DA球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）8某同學用如圖甲所示裝置驗證動量守恒定律。主要實驗步驟如下

10、：()將斜槽固定在水平桌面上，調(diào)整末端切線水平；()將白紙固定在水平地面上，白紙上面放上復寫紙；()用重錘線確定斜槽末端在水平地面上的投影點O；()讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄小球的落地點，重復多次，確定落點的中心位置Q；()將小球B放在斜槽末端，讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄兩小球的落地點，重復多次，確定A、B兩小球落點的中心位置P、R；()用刻度尺測量P、Q、R距O點的距離x1、x2、x3；()用天平測量小球A、B質(zhì)量m1、m2；()分析數(shù)據(jù)，驗證等式m1x2=m1x1+m2x3是否成立，從而驗證動量守恒定律。請回答下列問題(1) 步驟()與步驟()中定位卡的位置應_；(2)步驟

11、()用天平測得A的質(zhì)量為17.0 g。測量小球B的質(zhì)量時將小球B放在天平的_盤，_盤放上一個5 g砝碼，游碼如圖乙位置時天平平衡；(3)如圖丙是步驟()的示意圖。該同學為完成步驟()設計了下列表格，并進行了部分填寫，請將其補充完整_。物理量碰前碰后m/gm117.0m117.0m2x/cmx250.35x1x374.75mx/gcmm1x2855.95m1x1+m2x3=9如圖，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系：(1)實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，我們可以通過_相同，間接地用水平位移來代替小球碰撞前后時的速度；(2)圖中

12、O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先將入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP。然后，把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復；實驗中必要且正確步驟是_；（填選項前的符號）A測量拋出點距地面的高度HB測量小球m1開始釋放高度h，每次實驗時必須將m1由同一高度位置無初速釋放C用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2D找到m1、m2相碰后平均落地點的位置分別為N、ME.測量平拋射程、(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為_用(2)中測量的量表示；(4)若，則m1：m2=_，兩小球

13、相碰過程中動能_ （填“是”、“不是”）守恒的。10某同學用如圖甲所示的裝置驗證碰撞中動量守恒一根長為L的輕質(zhì)細線一端拴住質(zhì)量為mA的小鋼球A，細線的另一端固定在懸點O，在最低點的前后放置一光電門，光電門下的水平面上放一質(zhì)量為mB的金屬物塊B，物塊的上表面中央固定一輕質(zhì)的遮光片現(xiàn)將小球向右拉至細線水平后靜止釋放，小球在最低點與物塊碰撞后反彈上升，測出小球反彈上升時細線的最大偏角為，光電門記錄的時間為t，已知重力加速度為g則（1）用50分度的游標卡尺測遮光片的寬度如圖乙所示，則遮光片的寬度d=_mm；（2）小球與物塊的質(zhì)量大小關系為mA_mB（選填“”“=”或“mb）相碰后，小球a、b的落地點依

14、次是圖中水平面上的_點和_點（3）某同學在做實驗時，測量了過程中的各個物理量，利用上述數(shù)據(jù)驗證碰撞中的動量守恒，那么判斷的依據(jù)是看_和_在誤差允許范圍內(nèi)是否相等。12國慶同學在做“探究碰撞中的不變量”實驗中，所用裝置如圖甲所示，已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點?；卮鹨韵聠栴}：(1)實驗室的老師為國慶同學準備了一些實驗儀器，本實驗中需要的是_。A秒表 B天平 C刻度尺 D打點計時器(2)為了完成本實驗，下列必須具備的實驗條件或操作步驟是_。A斜槽軌道末端的切線必須水平 B入射球和被碰球大小必須相同C入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等 D必須測出桌面離地的高度H(3)國慶同學在實驗中正確操作，認真測

15、量，得出的落點情況如圖乙所示，則入射小球質(zhì)量和被碰小球質(zhì)量之比為_。(4)若兩球間的碰撞是彈性碰撞，入射小球質(zhì)量m1，被碰小球質(zhì)量m2，應該有等式_成立。（用圖甲中標注的字母符號表示）13小明做驗證動量守恒定律實驗的裝置如圖甲所示，懸掛在O點的單擺由長為l的細線和直徑為d的小球A組成，小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發(fā)生對心碰撞，碰后小球A繼續(xù)向前擺動，小球B做平拋運動。(1)小明用游標卡尺測小球A直徑如圖乙所示，則d=_mm。又測得了小球A質(zhì)量m1，細線長度l，碰撞前小球A拉起的角度和碰撞后小球B做平拋運動的水平位移x、豎直下落高度h。為完成實驗，還需要測量的物理量有：_；(2)

16、如果滿足等式_（用實驗測得的物理量符號表示），我們就認為在碰撞中系統(tǒng)的動量是守恒的。14用如圖甲所示裝置驗證“動量守恒定律”A、B兩球半徑相同，A球質(zhì)量為m1，B球質(zhì)量為m2，軌道包括斜槽和水平槽，固定在桌面上，白紙鋪在水平地面上，復寫紙在白紙上先讓A球從斜槽上某一固定位置C由靜止?jié)L下，從軌道末端水平拋出，落到復寫紙上，重復上述操作10次，在白紙上得到10個落點痕跡；再把B球放在水平軌道末端，讓A球仍從位置C由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復操作10次M、P、N為三個落點的平均位置，O點是水平槽末端在白紙上的豎直投影點，如圖乙所示（1）除了圖甲中實驗器材外，完成

17、本實驗還必須使用的測量儀器是_（2）在下列實驗操作中，符合要求的是_（選填序號）A入射小球與被碰小球必須大小相同、質(zhì)量相等B每次必須從同一高度由靜止釋放入射小球C安裝軌道時，必須讓水平槽末端水平D實驗過程中，只要保持復寫紙在白紙上位置不變，可以移動白紙（3）測量了A、B兩個小球的質(zhì)量m1、m2，記錄的落點平均位置M、N、P和軌道末端投影點O幾乎在同一條直線上，并測量出三個落點M、N、P與O點距離分別是LM、LN、LP在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若關系式_成立（用測得的物理量符號表示），則驗證了動量守恒定律15某同學用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗。先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始

18、滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次。 （1）本實驗必須測量的物理量有_； A斜槽軌道末端到水平地面的高度HB小球a、b的質(zhì)量ma、mbC小球a、b的半徑rD小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間tE記錄紙上O點到各落地區(qū)域中心點A、B、C的距離OA、OB、OCFa球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h （2）根據(jù)實驗要求，ma_mb（填“大于”、“小于”或“等于”）； （3）放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時落地？_（填“是”或“否”）；如果不是同時落地，對實驗結(jié)果有沒有影響？_（填“有”或“無”）（不必作分析）； （4）按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是_。（用“（1）”中所給的有關字母表示）16如圖所示，斜槽末端水平，小球m1從斜槽某一高度由靜止?jié)L下，落到水平面上的P點。今在槽口末端放一與m1半徑相同的球m2，仍讓球m1從斜槽同一高度滾下，并與球m2正碰后使兩球落地，球m1和m2的落地點分別是M、N。已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點。則：（1）兩小