2021高考物理一輪復習第六章微專題49實驗：實驗動能守恒定律練習含解析教科版

1、微專題49 實驗：實驗動能守恒定律1(2019吉林省“五地六?！焙献黧w聯(lián)考)如圖1所示實驗裝置，某同學用a、b兩個半徑相等的小球按照以下步驟研究彈性正碰實驗操作圖1在水平木板表面釘上白紙和復寫紙，并將該木板豎直立于緊靠槽口處，使小球a從斜槽軌道上固定點處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡o；將木板水平向右移動一定距離并固定，再使小球a從固定點處由靜止釋放，撞到木板上重復多次，用盡可能小的圓把小球的落點圈在里面，其圓心就處與小球落點的平均位置，得到痕跡b；把小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球a仍從固定點處由靜止釋放，和小球b相碰后，重復多次，并使用與第二步同樣的方法分別標出碰撞后兩

2、個小球落點的平均位置，得到兩球撞在木板上痕跡a和c.(1)為了保證在碰撞過程中a球不反彈，a、b兩球的質(zhì)量m1、m2間的關系是m1_m2(選填“大于”“小于”“等于”)；(2)完成本實驗，必須測量的物理量有_a小球a開始釋放的高度hb木板水平向右移動的距離lca球和b球的質(zhì)量分別為m1、m2do點到a、b、c三點的距離分別為y1、y2、y3(3)若(2)所給選項的物理量均已知，若滿足條件_(用測量量表示)，則表示兩小球發(fā)生的是彈性碰撞2(2020安徽省皖江名校聯(lián)盟聯(lián)考)如圖2甲所示為曉宇同學利用氣墊導軌驗證動量守恒定律的實驗裝置，利用彈射裝置給滑塊a一水平向右的速度，使其拖動紙帶在氣墊導軌上運

3、動，經(jīng)過一段時間滑塊a與靜止的滑塊b發(fā)生相互作用，兩滑塊碰后粘合在一起共同在氣墊導軌上運動，在整個過程中打出的紙帶如圖乙所示已知兩滑塊的質(zhì)量分別用ma、mb表示，紙帶上打出相鄰兩點之間的時間間隔為t.圖2(1)若碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，則需驗證的關系式為_；(2)如果將上述物理量均測量出，代入數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)碰前的動量略大于碰后的動量，請分析引起實驗誤差的原因：_.3(2019北京市豐臺區(qū)第二次模擬)在“驗證動量守恒定律”的實驗中，甲、乙兩位同學采用了不同的實驗方案(1)如圖3所示，甲同學利用“碰撞實驗器”驗證動量守恒定律圖3實驗中，斜槽軌道末端_(選填選項前字母)a必須水平b要向上傾斜c要向下傾斜

4、若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2.實驗要求m1_m2，r1_r2(選填“”“”或“”)圖中o點是小球拋出點在地面上的垂直投影實驗時，先讓入射小球m1多次從斜軌上s位置由靜止釋放，找到其平均落點位置p，測量平拋射程op；然后把被碰小球m2靜置于軌道水平部分末端，再將入射小球m1從斜軌上s位置由靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復空氣阻力忽略不計，接下來要完成的必要步驟是_(填選項前的字母)a測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2b測量小球m1開始釋放時的高度hc測量拋出點距地面的高度hd分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置m、ne測量平拋射程om、onf測量兩個小球的半

5、徑r1、r2若兩小球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為_；若碰撞是彈性碰撞，則還可以寫出表達式為_(用中測量的量表示)(2)如圖4所示，乙同學利用此裝置驗證動量守恒定律水平氣墊導軌(軌道與滑塊間摩擦力忽略不計)上裝有兩個光電計時裝置c和d，可記錄遮光片的遮光時間將滑塊a、b靜止放在導軌上，乙同學按照如下步驟進行試驗：圖4a測量滑塊a的質(zhì)量ma，測量滑塊b的質(zhì)量mbb測量滑塊a的遮光片的寬度d1，滑塊b的遮光片的寬度d2c給滑塊a一個向右的瞬時沖量，讓滑塊a與靜止的滑塊b發(fā)生碰撞后，b、a依次通過光電計時裝置dd待b、a完全通過光電計時裝置d后用手分別按住e記錄光電計時電裝置c顯示的時間t1和

6、裝置d顯示的時間t2、t3完成上述實驗步驟需要的實驗器材有_按照乙同學的操作，若兩滑塊碰撞前后的動量守恒，其表達式可表示為_；兩滑塊碰撞過程中損失的機械能為_答案精析1(1)大于(2)cd(3)解析(3)碰撞后水平位移相等，那么用豎直位移表示初速度v，由動量守恒與能量守恒得：m1v0m1v1m2v2，m1v02m1v12m2v22，聯(lián)立可得：v0v1v2，即：，所以上式是彈性碰撞的條件2(1)7max25(mamb)x1(2)紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦或空氣阻力等解析(1)彈射出滑塊a后，滑塊a做勻速運動，滑塊a與滑塊b發(fā)生碰撞后一起做勻速運動，由題中的條件可知，碰撞前滑塊a的動量為：p1

7、mavama，滑塊b的動量為零，則碰撞前兩滑塊的總動量為ma；碰撞后兩滑塊的速度相等，所以碰撞后總動量為：p2(mamb)vb(mamb)；若系統(tǒng)的動量守恒，則應有p1p2，整理得7max25(mamb)x1；(2)因為紙帶與打點計時器限位孔有摩擦力的作用，同時還有空氣阻力等因素存在，從而使兩結果并不完全相同，但在誤差允許的范圍內(nèi)，可以認為動量守恒3(1)aadem1opm1omm2onm1op2m1om2m2on2(2)天平、刻度尺解析(1)實驗中，斜槽軌道末端必須要水平，以保證小球能做平拋運動，故選a；為保證兩球發(fā)生正碰，要求兩球必須要等大，即r1r2；為防止入射球反彈，則入射球的質(zhì)量要大于被碰球的質(zhì)量，即m1m2；要驗證動量守恒定律，即驗證：m1v1m1v2m2v3，小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，上式兩邊同時乘以t得：m1v1tm1v2tm2v3t，得：m1opm1omm2on，因此需要完成的必要的操作步驟是ade.實驗需要驗證：m1opm1omm2on；若碰撞時為彈性碰撞，則有：m1v12m1v22m2v32，即m1op2m1om2m2on2故m1op2m