18年高考物理總復(fù)習(xí)專題實驗：驗證動量守恒定律練習(xí)卷

1、內(nèi)部文件,版權(quán)追溯內(nèi)部文件,版權(quán)追溯實驗：驗證動量守恒定律1 .氣墊導(dǎo)軌工作時能夠通過噴出的氣體使滑塊懸浮從而根本消除掉摩擦力的影響,因此成為重要的實驗器材,氣墊導(dǎo)軌和光電門、數(shù)字毫秒計配合使用能完成許多實驗.現(xiàn)提供以下實驗器材:一端有株皮泥. 不帶遮洸板的 蒲塊,總屬 一端固定存定滑 輪的水警氣韭導(dǎo) 軟(包括的個光電 門.數(shù)宇毫秒計)A一端有掛鉤.- 端有掩花的搟塊. it塊總質(zhì)量和遮 光板寬度"輕細(xì)期S6鉤碼假設(shè)干片狀硅碼假設(shè) 質(zhì)量巳如干.嘖量巳 且質(zhì)必遠(yuǎn)如,用于改 小于滑塊變滑塊質(zhì)量 質(zhì)量DE利用以上實驗器材可以完成“驗證動量守恒定律的實驗.為完成此實驗,某同學(xué)將實驗原理設(shè)定為

2、：mv0=( m+啊 v(1)針對此原理,應(yīng)選擇的器材編號為 (填寫器材編號).(2)在所選的器材中, (填寫器材編號)器材對應(yīng)原理中的m.2 .氣墊導(dǎo)軌上有 A、B兩個滑塊,開始時兩個滑塊靜止, 它們之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧,滑塊間用繩子連接(如圖甲所示),繩子燒斷后,兩個滑塊向相反方向運動,圖乙為它們運動過程的頻閃照片,頻閃的頻率為10 Hz.(1) A B離開彈簧后,應(yīng)該做 運動,滑塊 A B的質(zhì)量分別為200 g、300 g,根據(jù)照片記錄的信息,從圖中可以看出閃光照片有明顯與事實不相符合的地方是 .(2)假設(shè)不計此失誤,分開后,A的動量大小為 kg - m/ s, B的動量的大小為

3、kg - m/s,本實驗中得出“在實驗誤差允許范圍內(nèi),兩滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒這一結(jié)論的依據(jù)是O (結(jié)果均保存三位有效數(shù)字)3 .用如圖甲所示裝置結(jié)合頻閃照相機拍攝的照片來驗證動量守恒定律,實驗步驟如下:底端水平的斜槽用天平測出兩小球A B的質(zhì)量nA和rb；安裝好實驗裝置,使斜槽末端水平;先不在斜槽末端放小球 B,讓小球A從斜槽上位置P處由靜止開始下滑, 小球A離開斜槽后,頻閃照相機連續(xù)拍攝小球A的兩位置(如圖乙)；將小球B放在斜槽末端,讓小球 A仍從位置P處由靜止開始下滑,使它們碰撞,頻閃照相機連續(xù)拍攝下兩個小球的位置(如圖丙)；測出所需的物理量.(1)步驟中 A B的兩球質(zhì)量應(yīng)滿足 .(2

4、)在步驟中,需要在照片中直接測量的物理量有 (選填xo、yo、Xa、八處、Yb).(3)假設(shè)兩球碰撞過程中動量守恒,滿足的方程為 .4 .某小組用如下圖的裝置驗證動量守恒定律.裝置固定在水平面上,圓弧形軌道下端切線水平.兩球半徑相同,兩球與水平面的動摩擦因數(shù)相同.實驗時,先測出A、B兩球的質(zhì)量ra、m1,讓球A屢次從圓弧形軌道上同一位置由靜止釋放,記下其在水平面上滑行距離的平均值xo,然后把球B靜置于軌道底端水平處,并將A從軌道上同一位置由靜止釋放,并與 B相碰,重復(fù)屢次.(1)為保證實驗中球 A不反向運動,那么 ra、rb應(yīng)滿足的關(guān)系是 .(2)寫出實驗中還需要測量的物理量及其符號： .(3

5、) 假設(shè)碰撞前后動量守恒,寫出動量守恒的表達式： .(4)取n=2m1, xo=1 m且A、B發(fā)生的是彈性碰撞,那么 B球滑行的距離為 5 .某同學(xué)用如圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律,該裝置由水平長木板及固定在木板一端的硬幣發(fā)射器組成,硬幣發(fā)射器包括支架、彈片及彈片釋放裝置,釋放彈片可將硬幣以某一初速度彈出.一元硬幣和五角硬幣與長木板間動摩擦因數(shù)相同,主要實驗步驟如下：將一元硬幣置于發(fā)射槽口,釋放彈片將硬幣發(fā)射出去,硬幣沿著長木板中央線運動,在長木板中央線的適當(dāng)取該距位置取一點O,測出硬幣停止滑動時硬幣右側(cè)到O點的距離,屢次從同一位置釋放彈片將硬幣發(fā)射出去,離的平均值記為X1 ,如圖乙所示；O

6、點距離的平均值x2、 x3,將五角硬幣放在長木板上,使其左側(cè)位于O點,并使其直徑與中央線重合,按步驟從同一位置釋放彈片,彈射一元硬幣,使兩硬幣對心正碰,重復(fù)屢次,分別測出兩硬幣碰后停止滑行時到如圖丙所示.乙內(nèi)(1)為完成該實驗,除長木板、硬幣發(fā)射器、一元及五角硬幣、刻度尺外,還需要的器材為(2)實驗中還需要測量的物理量及其符號為 ,驗證動量守恒定律的表達式為6 .用如下圖的裝置進行驗證動量守恒實驗:先測出滑塊 A、B的質(zhì)量M m及滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)科,查出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭；用細(xì)線將滑塊 A B連接,使 A B間的彈簧處于壓縮狀態(tài),滑塊 B緊靠在桌邊;剪斷細(xì)線,測出滑塊 B做平拋運動落地

7、時的水平位移為 X1 ,滑塊A沿桌面滑彳T的距離 x2o(1)為驗證動量守恒,寫出還需要測量的物理量及其符號為 (2)如果動量守恒,那么應(yīng)滿足的關(guān)系是 .7 .為了驗證碰撞中的動量守恒和兩小球的對心正碰可近似認(rèn)為是彈性碰撞,某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不 等的小球,按下述步驟做實驗,并答復(fù)下列問題.用天平測出兩小球的質(zhì)量分別為m和m2,且m>mi；如下圖安裝好實驗裝置,將槽AB固定在桌邊,使槽末端的切線水平,將斜面BC連接在槽末端;先不放小球n%讓小球m從槽頂端A處由靜止?jié)L下,記下小球在斜面上的落點位置;將小球m2放在槽末端,讓小球 m仍從槽頂端 A處由靜止?jié)L下,使它們發(fā)生碰撞,記下小

8、球m和小球 但在斜面上的落點位置；用毫米刻度尺量出各個落點位置到槽末端點B的距離.圖中D E、F點是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點位置,到B點的距離分別為Ld、Le、Lfo(1)在沒有放 m時,讓小球 m從槽頂端A處由靜止?jié)L下,m的落點是 點.(2)用測得的物理量表示,只要滿足關(guān)系式 ,就說明碰撞中動量守恒.(3)用測得的物理量表示,只要再滿足關(guān)系式 ,就說明兩小球的碰撞是彈性碰撞.8 .兩位同學(xué)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-V0 M P N0圖甲圖乙(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

9、射球A每次必須從斜槽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 A的質(zhì)量為被碰小球B的質(zhì)量為rb,圖甲中O點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影.實驗時,先將入射球 A屢次從斜槽軌道上同一位置由靜止釋放,找到其平均落點的位置P,測得平拋射程為OP再將入射球 A從斜槽軌道上同一位置由靜止釋放,與小球B相撞,分別找到球 A和球B相撞后的平均落點 M N,測得平拋射程分別為 OMK ON當(dāng)滿足表達式 時,說明兩球碰撞 過程動量守恒；如果還滿足表達式 時,說明兩球的碰撞為彈性碰撞.(3)乙同學(xué)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,他將白紙、復(fù)寫紙固定在豎直放置

10、的木條上,用來記錄實驗中球A、B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 A從斜軌上起始位置由靜止釋放,撞擊點為B'然后將木條平移到圖示位置,入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,確定其撞擊點P'再將入射球 A從斜軌上起始位置由靜止釋放,與球B相撞,確定球 A B相撞后的撞擊點分別為 M、N' .測得B'與N'、P'、M的高度差分別為hi、 h2、h3.假設(shè)滿足表達式 ,那么說明球 A和球B碰撞過程動量守恒.9 .利用圖a所示的裝置驗證動量守恒定律.在圖 a中,氣墊導(dǎo)軌上有 A B兩個滑塊,滑塊 A右側(cè)帶有一彈

11、簧片,左側(cè)與打點計時器圖中未畫出的紙帶相連；滑塊 B左側(cè)也帶有一彈簧片,上面固定一遮光片,光電計時 器未完全畫出可以記錄遮光片通過光電門的時間.實驗測得滑塊 A質(zhì)量m=0.310 kg,滑塊B的質(zhì)量m=0.108 kg,遮光片的寬度d=1.00 cm;打點計時器所用的交流電的頻率為f=50 H.將光電門固定在滑塊 B的右側(cè),啟動打點計時器,給滑塊A一向右的初速度,使它與B相碰;碰后光電計時器顯示的時間為A t b=3.500 ms ,碰撞前后打出的紙帶如圖b所示.甘碰撞前后總動量之差_假設(shè)實驗允許的相對誤差絕對值| 儼100%最大為5%本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證碰刖總動量了動量守恒定律？寫出運

12、算過程.10 .如圖甲,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局部碰撞前后的動量關(guān)系.填選項前的符號,m屢次從斜軌上 S位置靜止釋放,1實驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通過僅測量間接地解決這個問題.A.小球開始釋放高度hB.小球拋出點距地面的高度 HC.小球做平拋運動的射程2圖甲中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 R2靜置于軌道的水平局部,再將入射球m從斜軌上S位置靜止釋放,與小球 m相碰,并屢次重復(fù).接下來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

13、質(zhì)量m、mB.測量小球m開始釋放高度hC.測量拋出點距地面的高度 HD.分別找到 m、m；相碰后平均落地點的位置 M NE.測量平拋射程 OM ON3假設(shè)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；假設(shè) 碰撞是彈性碰撞,那么還應(yīng)滿足的表達式為 用2中測量的量表示.4經(jīng)測定,m=45.0 g , m=7.5 g,小球落地點的平均位置距 O點的距離如圖乙所示.碰撞前、后 m的動量分別為Pi與pj,那么Pi：p=：11 ；假設(shè)碰撞結(jié)束時m的動量為P2',那么R':P2'=11:.實 P1驗結(jié)果說明,碰撞前、后總動量的比值一-為.Pi P2foM P N%35

14、20 加一-I .正¥嗎生 1 4I 個 ！ .3 55,68, i圖乙5有同學(xué)認(rèn)為,在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì),其他條件不變,可以使被碰小球做平拋運動的射程增大.請你用4中的數(shù)據(jù),分析和計算出被碰小球m平拋運動射程 ONW最大值為 cm.參考答案1. (1) ABC (2) B2. (1)勻速直線在彈簧恢復(fù)原長前 A B均做加速運動,間隔應(yīng)先增大再不變(2) 1.80 X 10 2 1.88 X 10 2分開后A B的動量大小相等、方向相反,系統(tǒng)總動量為03. (1) nA>m(2) X0、xa、xb (3) nAX0=mxA+rraxB4. (1) nA>m(2)碰后A B球在水平面滑行的距離 xa、xb(3) mAH =mA&A+ mB收(4) 1965. 略6. (1)桌面離地面的高度 h(2) 2M J2>hx2= mx7. (1)E m .Le =m .,Ld +m . Lf(3)mLE=mLc+mLF272.-mAmAmB8. (1)BC(2) mA OP=mA OMrra ONmA OP=m OM+rra ON(3)j= = +r=2h9. 是【解析】碰撞前瞬間,A的速度v0 = 4.00 Cm = 2.00 m/s0.02 s 1.94 cmd 1.00 cm ,碰撞后瞬間, A的速度v1 = 0.97 m/s