2023版新教材高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)卷考點(diǎn)六動(dòng)量守恒定律第52練實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！第52練實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（時(shí)間15分鐘）1．用如圖所示裝置可驗(yàn)證彈性碰撞中的動(dòng)量守恒，現(xiàn)有質(zhì)量相等的a、b兩個(gè)小球用等長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛起來(lái)，b球靜止，拉起a球由靜止釋放，在最低點(diǎn)a、b兩球發(fā)生正碰，碰后a球速度為零，完成以下問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量的物理量有________．A．a(chǎn)、b球的質(zhì)量mB．細(xì)線的長(zhǎng)度LC．釋放時(shí)a球偏離豎直方向的角度θ1D．碰后b球偏離豎直方向的最大角度θ2E．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭(2)利用上述測(cè)量的物理量驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為_(kāi)_______．2．[2022·湖北八校聯(lián)考]用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前、后的動(dòng)量關(guān)系，地面水平，圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影．實(shí)驗(yàn)時(shí)，用天平測(cè)出球1、球2的質(zhì)量分別為m1、m2，先讓球1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程OP，然后，把球2靜置于軌道的水平部分最右端，再將球1從斜軌S位置由靜止釋放，與小球2相撞，并多次重復(fù)，分別找到球1、球2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N，測(cè)量平拋射程OM、ON.(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_____________________．A．球1的質(zhì)量應(yīng)比球2的質(zhì)量大B．小球與斜軌間的摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響C．球1必須從同一高度釋放D．兩小球的半徑可以不同(2)若兩球相碰前、后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為_(kāi)_______________．(用題中測(cè)量的量表示)(3)若兩個(gè)小球質(zhì)量均未知，只知道m(xù)1>m2，則只需驗(yàn)證表達(dá)式________成立，即可證明發(fā)生的碰撞是彈性碰撞．(用題中測(cè)量的量表示)3.某學(xué)校物理興趣小組的同學(xué)利用身邊的實(shí)驗(yàn)器材，完成驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)．身邊的實(shí)驗(yàn)器材有：刻度尺、天平、秒表、量角器、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(一套)、裝有厚厚一層松軟細(xì)沙的小車(以下簡(jiǎn)稱“小車”)、鐵塊、一端帶有豎直擋板的長(zhǎng)木板、木塊、紙帶．實(shí)驗(yàn)步驟如下．第1步：把長(zhǎng)木板帶有豎直擋板的一端固定在水平桌面上，把木塊墊在木板左端下方，制成一個(gè)斜面，并將實(shí)驗(yàn)器材按如圖所示方式安裝好；把小車放到木板上，將穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶與小車連接．通過(guò)左右調(diào)整木塊位置，直至給小車一個(gè)沿木板向下的初速度，小車所連紙帶上打出的點(diǎn)間隔均勻?yàn)橹梗?步：把小車放到木板上靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，給小車一個(gè)沿木板向下的初速度，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后把鐵塊輕輕放到小車?yán)锏募?xì)沙上．第3步：取下紙帶，測(cè)量紙帶上點(diǎn)跡均勻的兩部分連續(xù)5個(gè)點(diǎn)的距離x1和x2，且x1>x2.第4步：重復(fù)第2步和第3步，記錄x1和x2.請(qǐng)回答下列問(wèn)題．(1)下列實(shí)驗(yàn)器材中必需的是________．A．天平B．秒表C．刻度尺D．量角器(2)在坐標(biāo)紙上，以x1和x2分別為縱、橫軸，把記錄的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)連線，得到一條斜率為k的過(guò)原點(diǎn)的直線．只需滿足鐵塊與小車(含細(xì)沙)的質(zhì)量的比值為_(kāi)_______，就能驗(yàn)證小車和鐵塊沿________方向的動(dòng)量守恒．(3)若鐵塊從一定高度處做自由落體運(yùn)動(dòng)落到小車上的細(xì)沙里，小車和鐵塊沿斜面方向的動(dòng)量________(填“不守恒”或“守恒”)，小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量________(填“大于”“小于”或“等于”)鐵塊落到細(xì)沙里后鐵塊和小車的總動(dòng)量．第52練實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1．答案：（1）CD（2）θ1＝θ2解析：（1）因?yàn)檫B接a、b的細(xì)線是等長(zhǎng)的，且在同一地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以A、B、E無(wú)需測(cè)量，可用角度表示速度，所以只需測(cè)量C、D.（2）a、b質(zhì)量相等且發(fā)生彈性碰撞，若碰撞中動(dòng)量守恒，則二者交換速度，釋放時(shí)a球偏離豎直方向的角度θ1與碰后b球偏離豎直方向的最大角度θ2相等，故驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為θ1＝θ2.2．答案：（1）AC（2）m1·OP＝m1·OM＋m2·ON（3）OM＋OP＝ON解析：（1）為保證球1碰后不反彈，球1的質(zhì)量應(yīng)比球2大，選項(xiàng)A正確；為了保證球1每次運(yùn)動(dòng)到拋出點(diǎn)時(shí)速度相同，球1每次必須從同一高度釋放，而小球與斜軌間的摩擦雖然會(huì)影響小球的加速度，但并不影響球1每次運(yùn)動(dòng)到拋出點(diǎn)的速度相同，故對(duì)本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；為保證兩球碰后速度均沿水平方向，兩小球的半徑應(yīng)相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．（2）設(shè)兩球碰前瞬間球1的速度為v1，碰后瞬間球1的速度為v2、球2的速度為v3，要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，只需驗(yàn)證m1v1＝m1v2＋m2v3即可，已知小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相同，上式兩邊同時(shí)乘以t得m1v1t＝m1v2t＋m2v3t，即m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，故若兩球相碰前、后動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.（3）如果碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得m1v1＝m1v2＋m2v3，如果碰撞為彈性碰撞，碰撞過(guò)程機(jī)械能守恒，有eq\f(1,2)m1veq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(1))＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(2))＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(3))，解得v2＝eq\f(m1－m2,m1＋m2)v1，v3＝eq\f(2m1,m1＋m2)v1，顯然v3－v2＝v1，又因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)中的時(shí)間t相同，解得OM＋OP＝ON.3．答案：（1）AC（2）k－1木板（3）守恒小于解析：（1）設(shè)小車（含細(xì)沙）和鐵塊的質(zhì)量分別為M和m，長(zhǎng)木板傾角為θ，小車沿木板做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有Mgsinθ＝μMgcosθ.把鐵塊放到小車內(nèi)，穩(wěn)定后對(duì)鐵塊和小車有（M＋m）gsinθ＝μ（M＋m）gcosθ，即在小車內(nèi)放鐵塊前后沿木板方向的合外力都為0，則沿木板方向動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有Mv1＝（M＋m）v2，設(shè)紙帶上打下連續(xù)5點(diǎn)的時(shí)間為t，有v1＝eq\f(x1,t)、v2＝eq\f(x2,t)，可得x1＝eq\f(M＋m,M)x2，即需要測(cè)量小車和鐵塊的質(zhì)量、距離x1和x2，需要的實(shí)驗(yàn)器材有天平和刻度尺，AC對(duì)．（2）由上述分析可知，小車和鐵塊組成的系統(tǒng)沿木板方向動(dòng)量守恒，由x1＝eq\f(M＋m,M)x2可知，斜率k＝e