1.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律練習(xí)題

第4課實(shí)驗(yàn)：證量恒律備業(yè)一單1北京高二期末）在做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射球a的質(zhì)量為m，被碰球b的質(zhì)為m各小球的落地點(diǎn)如圖所示，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．入射球與被碰球最好采用大相同、質(zhì)量相等的小球B．每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下C．要驗(yàn)證的表達(dá)式是·=m·+mOPD．要驗(yàn)證的表達(dá)式是·=m·+mON【答案】【解析】A．為了讓兩個(gè)小球發(fā)對(duì)心碰撞，兩球的直徑應(yīng)相等，為了防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，A錯(cuò)；B．為保證球每次碰撞前速度相，每次應(yīng)使入射小球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下B錯(cuò)誤CD．沒(méi)有放被碰球時(shí)，入射小球落在P位，有被碰球時(shí)，入射球a落M點(diǎn)，碰球b落在N點(diǎn)，們拋出點(diǎn)高度相同，它們?cè)诳罩羞\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，如果碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則mv1122兩邊同時(shí)乘以時(shí)間，可得mttt112

即要驗(yàn)證的表達(dá)式mOP·+m·C錯(cuò)，正確故選D。2.（2020·北京高三二模）采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（圖中小球半徑相同質(zhì)量均已知，且m>m列法正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)中要求軌道末端必須保水平B．實(shí)驗(yàn)中要求軌道必須光滑C．驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需測(cè)量OB、、和ON的距離D．測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)N點(diǎn)偏OMP條直線，直接測(cè)量ON離不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果【答案】【解析A．要想用水平的距離表示小球平拋出時(shí)的速度的大小，則必須要求小球做平拋運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中要求軌道末端必須保持水平，選項(xiàng)A確；B．每次實(shí)驗(yàn)時(shí)只要保證每次小從斜軌道上滑下到水平位置時(shí)的速度一樣就可以了，所以不必要求軌道必須光滑，選項(xiàng)B錯(cuò)誤C．驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，不需要量的度，因?yàn)樾∏蛳侣湎喔叨鹊臅r(shí)間是相等的，在列式子時(shí)，這個(gè)時(shí)間能被約掉，而、和的離是需要測(cè)量的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D．測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)N點(diǎn)偏OMP條直線，則應(yīng)該過(guò)N點(diǎn)OM條直線做垂線，測(cè)量垂足N′到O點(diǎn)的離才可以，直接測(cè)量ON距離會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選項(xiàng)錯(cuò)誤故選A。3.（2020·四高三三模）在探下列四個(gè)定律的實(shí)驗(yàn)中，哪個(gè)定律不是直接通過(guò)控制變量法探究得出的（）A．牛頓第二定律

B．電阻定律C．歐姆律D動(dòng)量守恒定律【答案】【解析】在研究物理學(xué)中多變量問(wèn)題時(shí)，把多變量的問(wèn)題變成多個(gè)單變量的問(wèn)題，每一次只改其中的某一個(gè)變量，而控制其余幾個(gè)變量不變，從而研究被改變的這個(gè)變量對(duì)事物的影響，分別加以研，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。A通研究物體的加速度a與力F質(zhì)量m的系得出牛頓第二定律要用到控制變量法故A錯(cuò)；B．通過(guò)研究導(dǎo)體電阻的小導(dǎo)體的長(zhǎng)度l、橫截面S材料的關(guān)系，得出電阻定律，需要用到控制變量法，故B錯(cuò)；C．通過(guò)研究電流I與電阻R電壓的系，得出歐姆定律，需要用到控制變量法，故C錯(cuò)誤D．探究動(dòng)量守恒定律時(shí)，只需測(cè)量出兩物體的質(zhì)量和兩物體碰撞前后的速度，再將數(shù)據(jù)代入各個(gè)猜想的等式中，觀察哪個(gè)等式成立即可，不需要控制某些物理量不變，即不用控制變量法，故D正。故選D。4.（2019·江門市第二中學(xué)高二月考在用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，入小球的質(zhì)量為m，被小球b質(zhì)量為m，球的半徑為r，各小球的落地點(diǎn)如圖所，下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是（）

A．入射球與被碰球最好采用大相同、質(zhì)量相同的小球B．讓入射球與被碰球連續(xù)次碰，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下C．要驗(yàn)證的表達(dá)式是D．要驗(yàn)證的表達(dá)式是

mONOP12mOMON1【答案】【解析A．入射球與被碰球最好采用半徑大小相同、入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量，以防止射球碰后反彈，選項(xiàng)A錯(cuò)；B．讓入射球與被碰球連續(xù)次碰，每次都要使入射小球從斜槽上相同的位置滾下，以保證每次碰撞的初速度相同，選項(xiàng)B錯(cuò)；CD．要驗(yàn)證的表達(dá)式是mv1122由于小球做平拋運(yùn)動(dòng)，下落的高度相同，時(shí)間相同，則水平位移與水平速度成正比，則表達(dá)式寫成mOMON1故選項(xiàng)C錯(cuò)，正。故選D。北京八中高三月考利用實(shí)驗(yàn)研究?jī)蓚€(gè)金屬小球a的碰撞。如圖所,斜槽固定在平臺(tái)上，使斜槽的末端水平。讓質(zhì)量較大的小球a入射小球從槽上滾下,跟放在斜槽末的大小相同、質(zhì)量較小的小球b(被碰小球發(fā)正碰。兩個(gè)金屬小球的碰撞視為彈性碰撞。下列說(shuō)法正確的是（）

2020A．碰后小球a的速度大于小球b的度B．碰后小球b的動(dòng)量等于碰前小球a的動(dòng)量C．只增大入射小球的量，碰后兩球落地點(diǎn)O的離均增大D．如果碰撞過(guò)程是非彈性碰撞則碰撞過(guò)程兩球動(dòng)量不守恒【答案】【解析A．碰后小球a的水射程小于小球b水平射程，則碰后小球的度小于小球b的度，選項(xiàng)A錯(cuò)；B．碰撞過(guò)程中a的動(dòng)一部分給b，則碰后小球b的量小于前小球a的量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤C．設(shè)兩的質(zhì)量分別為m和，前的度v；則碰撞過(guò)程滿足：mv11221mvmv22

解得v

vmm12則只增大入射小球a的質(zhì)量，碰兩球的速度v和v均大，即落地點(diǎn)到O的離均增大，選項(xiàng)C正；D．如果碰撞過(guò)程是非彈性碰撞則碰撞過(guò)程兩球動(dòng)量仍守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)；故選C.6.在用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不量時(shí)，不需要測(cè)量的物理量是（）A．滑塊的質(zhì)量C．擋光片的寬度

B．擋光的時(shí)間D．光電門的高度

【答案】【解析】要驗(yàn)證動(dòng)量守恒即要驗(yàn)證碰撞之前的總動(dòng)量和碰撞之后的總動(dòng)量，即mv的量不變，因質(zhì)量需要測(cè)量，由通過(guò)光電門的速度

v

t

可知需要測(cè)量擋光的時(shí)間和當(dāng)光片的寬度，因此誤正確7.關(guān)于“探究碰撞中的不變量”驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)要求碰撞一般為一維碰B．實(shí)驗(yàn)中的不變量是系統(tǒng)中物各自的質(zhì)量與速度的乘積之和C．只需找到一種情境的不變量可，結(jié)論對(duì)其他情境也同樣適用D．進(jìn)行有限次實(shí)驗(yàn)找到的不變，具有偶然性，結(jié)論還需要實(shí)踐檢驗(yàn)【答案】【解析】這實(shí)驗(yàn)是在一維碰情況下設(shè)計(jì)的，其他非一維碰撞情況未做探究，選項(xiàng)A正；B.系統(tǒng)中物體各自的質(zhì)量與速度乘積之和在碰撞前后為不變量，選項(xiàng)B正確；C.不變量應(yīng)是在各種情境下都不的量，具有普遍性，在一種情境下滿足的不變量，對(duì)其他情不一定適用，C錯(cuò)誤D.進(jìn)行有限次實(shí)驗(yàn)找到的不變量具有偶然性，結(jié)論還需要在其他情境下進(jìn)行檢驗(yàn)D正.故選C.8.在利用懸線懸掛等大小球探究撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法不正確的()A．懸掛兩球的細(xì)繩長(zhǎng)度要適當(dāng)且等長(zhǎng)B．由靜止釋放小球，以便較準(zhǔn)計(jì)算小球碰前速度C．兩小球必須都是鋼性球，且量相同D．兩小球碰后可以粘在一起共運(yùn)動(dòng)【答案】

【解析】?jī)尚∏驘o(wú)論是彈性球還是非彈性球動(dòng)量都是守恒的，且兩個(gè)球的質(zhì)量不一樣碰撞時(shí)動(dòng)也守恒，因此不需要兩球的質(zhì)量一定相同C錯(cuò)。四成都外國(guó)語(yǔ)學(xué)校二開(kāi)學(xué)考試子彈從水平方向飛來(lái)打穿一放在光滑的水平面上的木塊。關(guān)于此過(guò)程，對(duì)子彈和木塊組成的系統(tǒng)，以下看法正確的是（）A．動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B．動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒C．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒D．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒【答案】【解析】以子彈與木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，在子彈射穿木塊的過(guò)程中系統(tǒng)所受合外力為零故系統(tǒng)動(dòng)量守恒；在該過(guò)程中要克服阻力做功系統(tǒng)機(jī)械能減少，故系統(tǒng)機(jī)械能不守.B．描述與分析相符，故B正確二多10．如圖所示為“探究碰撞中的變量”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖在本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)必須要求的條件（）A．斜槽軌道應(yīng)盡可能光滑B．斜槽軌道末端的切線水平C．入射小球每次都從斜槽上的一位置無(wú)初速度釋放D．入射小球與被碰小球滿足【答案】BCD

mm，rr0a

【解析AC.要求碰撞時(shí)入射小的速度不變，應(yīng)使入射小球每次都從斜槽上的同一位置無(wú)初速度釋放，對(duì)斜槽軌道光滑程度沒(méi)有要求，選項(xiàng)A錯(cuò)，正確B.此實(shí)驗(yàn)要求兩小球平拋，所以使斜槽末端的切線水平，選項(xiàng)B正；D.為使入射小球能落到地小球不回，且碰撞時(shí)為對(duì)心正碰，應(yīng)使

m，且rrabb

，選項(xiàng)D正.故選BCD。11.（2020·河北新華石家莊二高一期末證量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置可采用圖甲或圖乙的方法，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的區(qū)別在于：①懸掛重垂線的位置不同；②圖甲中設(shè)計(jì)有一個(gè)支柱（通過(guò)調(diào)整，使兩球的球心在同一水平線上，上面的小球被碰撞離開(kāi)后，支柱立即倒下中有支柱，圖甲中的入小球A和被碰小球B做拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)分別在通過(guò)O、′的豎直線上，重垂線只確定了O點(diǎn)的位置的質(zhì)量為m，球B的量為m）較這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，下列說(shuō)法正確的是（）A．采用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，需測(cè)出兩小球的直徑B．采用圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，需測(cè)出兩小球的直徑C．采用圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，斜軌道末端的切線要求水平，而采用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)則不需要D．為了減小誤差，無(wú)論哪個(gè)圖都要求入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下【答案】AD【解析】．采用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝時(shí)，重錘線只確定了碰撞后入射小球A做拋運(yùn)動(dòng)水平位移的起，需測(cè)出兩小球的直徑確碰撞后碰小球B做拋運(yùn)動(dòng)水平位移的起點(diǎn)′從而測(cè)量?jī)烧吲鲎埠笞銎綊佭\(yùn)動(dòng)的水平位移，故A項(xiàng)確；B．采用圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，兩球碰后做平拋運(yùn)動(dòng)水平位移的起點(diǎn)均為O，不需要測(cè)出兩小球的直徑即可測(cè)量?jī)烧吲鲎埠笞銎綊佭\(yùn)動(dòng)的水平位移，故項(xiàng)錯(cuò)；

C用圖甲或圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)軌道末端的切線均要求水平小離開(kāi)軌道后才能做平運(yùn)動(dòng)，故C項(xiàng)誤；D．為了減小誤差，無(wú)論哪個(gè)圖都要求入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，這樣入射球每次碰撞前的速度才相同，故D項(xiàng)正確。故選AD。（2020·龍江大慶鐵人中高三其他做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．圖斜槽與水平槽平滑連接，按要求安裝好儀器后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)．先不放被碰小球，使入射球從斜槽上的M點(diǎn)靜滾下落地，重復(fù)實(shí)驗(yàn)若干次；然后把被碰小球靜止放在槽的水平部分的前端邊緣N處槽)，使入射球從斜槽上的M點(diǎn)由靜止?jié)L下．重復(fù)實(shí)驗(yàn)干次，并在白紙上記錄下重錘在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)和每次實(shí)驗(yàn)時(shí)小球落點(diǎn)的平均位置，從左至右依次為O、、、C點(diǎn)測(cè)得兩小鋼球直徑相等，入射小球和被碰小球的質(zhì)量分別為m、，且=2。下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中正確的有（）A．未放被碰小球和放了被碰小時(shí)，入射小球m的落點(diǎn)分別為、B．未放被碰小球和放了被碰小時(shí)，入射小球m的落點(diǎn)分別為、C．未放被碰小球和放了被碰小時(shí)，入射小球m的落點(diǎn)分別為、D在差允許的范圍內(nèi)若測(cè)|OC||則明碰撞過(guò)程中由mm兩組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒定律【答案】BD【解析】未被碰小球和放了被碰小球

m2

時(shí)，入射小球

m1

的落點(diǎn)分別為B，AC錯(cuò)誤B正；

D.設(shè)入射小球在初速度是

，碰撞后的速度是

v1

，被碰小球的速度是

v

，則mmvv1112設(shè)由于

m，則有2121

2

，設(shè)平拋的時(shí)間是：則't，'t，OBt11所以：若系統(tǒng)碰撞的過(guò)程中動(dòng)量守恒，則滿足OCD正．故選BD。三填題（2019·蘇如皋高二月考某學(xué)把兩塊大小不同的木塊用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的簧，如圖所示，將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細(xì)線，觀察木塊的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行必要的測(cè)，驗(yàn)證木塊間相互作用時(shí)動(dòng)量守恒．（1該同學(xué)還必須有的器材___________．（2需要直接測(cè)量的物理(寫相應(yīng)的名稱及符)______（3用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒關(guān)系式___________（4桌面左右兩端間的距離，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確選“有”或“無(wú)”影響．【答案刻度尺天平

兩木塊的質(zhì)量m和兩木塊落地點(diǎn)分別到桌子兩側(cè)邊的水平距

mx

＝m

無(wú)【解析[1][2]本實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)的方程為

0mv12

，而速度需要根據(jù)公式

v

xt

求解，為拋動(dòng)的水平位移因此需要直接測(cè)的量為兩木塊的質(zhì)量mm和兩木塊落地點(diǎn)分別到桌子兩側(cè)邊的水平距離xx，需的儀器為刻度尺和天平；[3]根據(jù)公式0mv12

和

v

xt可得本次要驗(yàn)證的公式為mx＝m[4]由于這一系統(tǒng)置于光滑的水桌面上，因此水平方向速度不變，故桌面左右兩端間的距離，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性無(wú)影響。四實(shí)題14江高一期末某學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)，氣導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。下面是實(shí)驗(yàn)的主要步：A．安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平B．向氣墊導(dǎo)軌空腔內(nèi)通入壓縮氣C．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架，固定在滑塊的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向D．使滑塊1擠導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮，把滑塊放氣墊導(dǎo)軌的中間

E．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后釋放滑塊1，讓滑塊1帶紙一起運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與滑塊2碰撞并粘在一繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖乙所示。已知滑塊1的量為200g，滑塊（包括橡皮泥）的質(zhì)量為100g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打個(gè)。通過(guò)計(jì)算可知，兩滑塊相互作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量______kg·m/s；滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量______kg·m/s。兩結(jié)果不完全相等的要原因______算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）【答案】0.3020.300

滑塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到阻力【解析[1]放開(kāi)滑塊1后滑1做勻速運(yùn)動(dòng)，跟滑塊2生碰撞后跟2一做速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)得，碰撞前滑塊1的量為mv11

0.151

0.302kg滑塊2的動(dòng)為零，所以碰撞前的總動(dòng)量為0.302kg?m/s.[2]碰撞后滑塊1速相等，以碰撞后總動(dòng)量為)v0.1)12

0.14

[3]結(jié)果不完全相等是因?yàn)榧垘Т螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦力的作用。（2020·浙江高二期末）如為“探究碰撞中不變量”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中選取兩個(gè)半徑相同質(zhì)量不等的小球，按下面步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為

m和

；②安裝實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固在桌邊，使槽的末端線水平，再將一斜面BC連在斜槽末端；③先不放小球，小從斜槽頂端處由靜止釋放，標(biāo)記小球在斜面上的落點(diǎn)位置；2④將小球m放斜槽末端處讓小球2

m1

從斜槽頂端處由靜止釋放球發(fā)生碰撞標(biāo)記小

m1

、m2

在斜面上的落點(diǎn)位置；⑤用毫米刻度尺測(cè)出各落點(diǎn)位置到斜槽末端的離。圖中、、N點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記下的小球在斜面上的三個(gè)落點(diǎn)位置，從M、P、

到B點(diǎn)距離分別為、S、。MP依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)回答下面問(wèn)題：(1)兩小球的質(zhì)量

m、

應(yīng)滿足

m

________

m（寫“(2)BC斜的傾角________填寫“需要”或“不需要出；(3)用實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)表示只要滿足關(guān)系________就能說(shuō)明兩球碰撞前后動(dòng)量是守恒的；(4)某同學(xué)想用上述數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證撞前后機(jī)械能是否守恒，是否可行________若行寫出需要驗(yàn)證的關(guān)系式_________。【答案】

不需要

mm11M2

可行

SmSmSPM

【解析】(1)[1]為保證碰后一向前運(yùn)動(dòng)，入射球的質(zhì)量必須要大于被碰球的質(zhì)量，即必須滿足m12由

m12

，兩球碰撞后，的度比m自由滾下時(shí)的速度還要大，m的度減小，因此m落211到M點(diǎn)，m落到N點(diǎn)2設(shè)斜面傾角為

，物體落到斜面上距離拋出點(diǎn)S時(shí)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)

1011210112Ssin

cos

vt整理得v

Sg22sin

①碰撞過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒mm112

②小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，由①式結(jié)論可得v0

SgP2sin

2

，v1

SM2sin

2

，v2

Sg(cosN2sin

2代入②式整理得mS11M2則不需要測(cè)量斜面的傾角θ；由2)的析可知，只要滿足關(guān)系式mS11M2就能說(shuō)明兩球