实验验证动量守恒定律同步练习--高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.docx

1.1 实验:验证动量守恒定律(满分100分)班级： 姓名： 小组： 一不定项选择题（每题3分，多选、错选均不得分，少选扣1分,共33分）1在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，哪些因素可导致实验误差()A导轨安放不水平B小车上挡光板倾斜C两小车质量不相等D两小车碰后连在一起2在用两个小球的碰撞来验证碰撞中的不变量时，不是产生误差的主要原因的是()A碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球方向不是绝对沿水平方向B小球在空气中飞行时受到空气阻力C通过复写纸描得的各点，不是理想的点，有一定的大小，从而带来作图上的误差D测量长度时有误差3在用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验时，下列哪些操作是正确的()A相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起C先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源4在用气垫导轨进行验证实验时，首先应该做的是()A给气垫导轨通气 B对光电计时器进行归零处理C把滑块放到导轨上D检验挡光片通过光电门时是否能够挡光计时5在做探究碰撞中的不变量实验时,实验条件是()A.斜槽轨道必须是光滑的 B.斜槽轨道末端的切线是水平的C.入射球每一次都要从同一高度由静止滚下D.碰撞的瞬间,入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行6. 质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移时间图象如图所示,由图有以下说法:碰撞前两物体质量与速度的乘积相同;质量m1等于质量m2;碰撞后两物体一起做匀速直线运动;碰撞前两物体质量与速度的乘积大小相等、方向相反。其中正确的是()A.B.C.D.7. 两球相向运动,发生碰撞后两球均静止,于是可以断定,在碰撞以前()A.两球的质量相等B.两球的速度大小相同C.两球各自的质量与速度的乘积大小相等D.以上都不能断定8 在光滑桌面上有两个小球，甲球的质量为2 kg，乙球的质量为1 kg，乙球静止，甲球以4 m/s的速度和乙球对心相碰，下列说法正确的是()A碰撞后甲球的速度为0，乙球的速度为8 m/s，方向与甲球原来的速度方向相同B碰撞后甲球的速度变小，乙球开始运动C碰撞后两球的速度无法确定 D以上结论都不正确9. 如图所示,球m1从斜槽某一高度由静止滚下,落到水平面上的P点。今在槽口末端放一与m1半径相同的球m2,仍让球m1从斜槽滚下,并与球m2正碰后使两球落地,球m1和m2的落地点分别是M、N。已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。则实验必须满足的条件是() A.轨道末端的切线必须是水平的来源:学优高考网B.斜槽轨道必须光滑C.m1=m2来源:gkstk.Com来源:学优高考网D.m1<m210. 在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,哪些因素可导致实验误差偏大()A.导轨安放不水平B.小车上挡光板倾斜C.两小车质量不相等D.两小车碰后连在一起11 对于实验最终的结论m1v1m2v2m1v1m2v2，下列说法正确的是()A仅限于一维碰撞B任何情况下m1vm2vm1v12m2v22也一定成立C式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小D式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度乘积之和二、计算题(共67分，每空1分)12 用如图所示的装置可以完成“探究碰撞中的不变量”实验。若实验中选取的A、B两球半径相同，为了使A、B发生一维碰撞，应使两球悬线长度_，悬点Q1、Q2之间的距离等于_。 12题图 13题图13 如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图乙所示，电源频率为50Hz，则碰撞前甲车速度大小为_m/s，碰撞后的共同速度大小为_m/s。14 如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz。开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动。已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，A、B离开弹簧后，A滑块做_运动，其速度大小为_m/s，本实验中得到的结论是_。 14题图 15题图15 “探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m115 g，原来静止的被碰小球m210g，由实验测得它们在碰撞前后的xt图象如图，可知入射小球碰撞后的m1v1是_，入射小球碰撞前的m1v1是_，被碰撞后的m2v2是_。由此得出结论_。16 某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车甲的前端粘有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动。然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图所示。在小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。 (1)若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，则应选_段计算小车甲的碰前速度，应选_段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两格填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)。(2)已测得小车甲的质量m甲0.40kg，小车乙的质量m乙0.20kg，由以上测量结果可得：碰前m甲v甲m乙v乙_kg·m/s；碰后m甲v甲m乙v乙_kg·m/s。(3)通过计算得出的结论是什么？17 在“探究碰撞中的不变量”的实验中，也可以探索mv2这个量(对应于动能)的变化情况。(1)若采用弓形弹片滑块的方案如图甲所示，弹开后的mv2的总量_(填“大于”“小于”或“等于”)弹开前mv2的总量，这是因为_。(2)若采用图乙所示的方案，碰撞前mv2的总量_(填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的总量，说明碰撞中机械能_。(填“守恒”或“不守恒”)。(3)若采用图丙所示的方案，碰撞前mv2的总量_(填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的总量，说明碰撞中存在_损失。 17题图 18题图18 在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量m1170 g，右侧滑块质量m2110 g，挡光片宽度为3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图所示开始时两滑块静止，烧断细丝后，两滑块分别向左、右方向运动挡光片通过光电门的时间分别为t10.32 s，t20.21 s则两滑块的速度分别为v1_m/s，v2_m/s.烧断细线前m1v1m2v2_kg·m/s，烧断细线后m1v1m2v2_kg·m/s.可得到的结论是_19 如图所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图。(1)因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行时间相同，所以我们在实验中可以用_作为时间单位。(2)本实验中，实验必须要求的条件是()A斜槽轨道必须是光滑的 B斜槽轨道末端点的切线是水平的C入射小球每次从斜槽上的同一位置无初速释放 D入射球与被碰球满足ma>mb，rarb(3)图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是()Ama·ONma·OPmb·OM Bma·OPma·ONmb·OMCma·OPma·OMmb·ONDma·OMma·OPmb·ON 19题图 20题图20 如图所示，斜槽末端水平，小球m1从斜槽某一高度由静止滚下，落到水平面上的P点今在槽口末端放一与m1半径相同的球m2，仍让球m1从斜槽同一高度滚下，并与球m2正碰后使两球落地，球m1和m2的落地点分别是M、N.已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点则：(1)两小球质量的关系应满足_Am1m2 Bm1>m2 Cm1<m2(2)实验必须满足的条件()A轨道末端的切线必须是水平的 B斜槽轨道必须光滑C入射球m1每次必须从同一高度滚下D入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度(3)实验中必须测量的量是_A两小球的质量m1和m2 B两小球的半径r1和r2C桌面离地的高度H D小球起始高度E从两球相碰到两球落地的时间 F小球m1单独滚下的水平距离G两小球m1和m2相碰后飞出的水平距离(4)若两小球质量之比为：m1m232，两球落点情况如图所示，则碰撞前后有()Am1vm1vm2v B. Cm1v1m1v1m2v2 Dm1v1m2v221 用天平、气垫导轨(带光电计时器和两个滑块)探究物体间发生相互作用时的不变量，本实验可用自动照相机代替打点计时器(闪光频率为10 Hz)，步骤方法如下：(1)用天平称出两滑块的质量。mA0.10kg，mB0.20kg，放在水平的气垫导轨上(导轨上标尺的最小分度为1cm，滑块可看做质点)；(2)碰撞前后连续三次闪光拍照得图中a、b、c所示的照片；请你根据图示数据探究物体间发生相互作用时的不变量。 21题图 22题图 23题图22 某同学利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量。图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为12。当两摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触。向左上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角，然后将其由静止释放，结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角为30°。此实验能否成功说明碰撞前后质量与速度的乘积是不变量？23 用如图所示的装置进行以下实验：A先测出滑块A、B的质量M、m及滑块与桌面间的动摩擦因数，查出当地的重力加速度gB用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧压缩，滑块B紧靠在桌边C剪断细线，测出滑块B做平抛运动落地点到重锤线的水平距离x1和滑块A沿桌面滑行的距离x2(1)为探究碰撞中的不变量，写出还需测量的物理量及表示它们的字母：_。(2)若mv为不变量，需验证的关系式为：_。24 某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差(1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹射装置；把滑块2(所用滑块1、2如图丙所示)放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出较理想的纸带如图丁所示；测得滑块1(包括撞针)的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g；试着完善实验步骤的内容(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为_ kg·m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为_ kg·m/s(保留三位有效数字)(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是_.25 有甲、乙两辆小车，质量分别为m1302 g，m2202 g，甲小车拖有纸带，通过打点计时器记录它的运动情况，乙小车静止在水平桌面上，甲小车以一定的速度向乙小车运动，跟乙小车发生碰撞后粘合在一起共同运动这个过程中打点计时器在纸带上记录的点迹如图所示，在图上还标出了用刻度尺量出的各点的数据，已知打点计时器的打点频率为50 Hz.(1)从纸带上的数据可以得出：两车碰撞过程经历的时间大约为_s；(结果保留两位有效数字)(2)碰撞前甲车的质量与速度的乘积大小为_kg·m/s，碰后两车的质量与速度的乘积为_kg·m/s；(结果保留三位有效数字)(3)两车碰撞过程中，两车的质量与速度的乘积如何变化？26如右图所示，把两个大小相同，质量不等的金属球用细线连接起来，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于摩擦可以忽略不计的水平桌面上，现烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，探究物体间发生相互作用时的不变量测量过程中：(1)还必须添加的器材是_(2)需直接测量的数据是_(3)需要验算的表达式如何表示？ 27.如图所示的装置中,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为h的小支柱N上。O点到A球球心的距离为l。使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线的夹角为,A球释放后摆动到最低点时恰与B球相碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线的夹角为处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点。 (1)图中x应是B球初始位置到的水平距离。  (2)为了探究碰撞中的不变量,应测得等物理量。 (3)用测得的物理量表示:mAvA= ;mAvA'= ;mBvB'= 。 28. 某同学用如图甲装置做“探究碰撞中的不变量”实验。先将1球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的2球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让1球仍从原固定点由静止开始滚下和2球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。已知1球的质量大于2球的质量。(1)本实验必须测量的物理量有。A.斜槽轨道末端到水平地面的高度hB.1球、2球的质量m1、m2C.1球、2球离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tD.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OCE.1球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h'(2)为测定未放被碰小球时,1球落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,图乙给出了1球落点的情况,由图乙可得OB距离应为cm。 (3)由实验测得的数据,如果满足等式,那么我们认为在碰撞前后系统的mv是不变的。 29. 如图所示,在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和带固定挡板的质量都是M的滑块A、B,做探究碰撞中不变量的实验:(1)把两滑块A和B紧贴在一起,在A上放质量为m的砝码,置于导轨上,用电动卡销卡住A和B,在A和B的固定挡板间放一弹簧,使弹簧处于水平方向上的压缩状态。(2)按下电钮使电动卡销放开,同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器,当A和B与挡板C和D碰撞的同时,电子计时器自动停表,记下A运动至C的时间t1,B运动至D的时间t2。(3)重复几次,取t1、t2的平均值。请回答以下几个问题:在调整气垫导轨时应注意; 应测量的数据还有; 作用前A、B两滑块的速度与质量乘积之和为;作用后A、B两滑块的速度与质量乘积之和为。 班级： 姓名： 小组：12 _， _。13 _m/s， _m/s。14 _运动， _m/s， _。15 _， _， _。_ _。16(1) _， _。(2) _kg·m/s； _kg·m/s。(3)通过计算得出的结论是什么？17(1) _，_。(2)_， _。(3) _ _。18 _m/s， _m/s. _kg·m/s， _kg·m/s. _ _19(1) _。(2) ()(3) ()20(1) _(2) ()(3) _(4) ()21 请你根据图示数据探究物体间发生相互作用时的不变量。22此实验能否成功说明碰撞前后质量与速度的乘积是不变量？(要有证明过程)23(1)为探究碰撞中的不变量，写出还需测量的物理量及表示它们的字母：_。(2)若mv为不变量，需验证的关系式为：_。24(1)下面是实验的主要步骤：先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动；(2) _ kg·m/s； _ kg·m/s(保留三位有效数字)(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是_.25(1) _s；(结果保留两位有效数字)(2) _kg·m/s， _kg·m/s；(结果保留三位有效数字)(3)两车碰撞过程中，两车的质量与速度的乘积如何变化？26(1)还必须添加的器材是_(2)需直接测量的数据是_(3)需要验算的表达式如何表示？ 27(1)。 (2)。(3) ; ; 。  28.(1)。 (2)cm。(3)。 29.在调整气垫导轨时应注意 ; 应测量的数据还有 ;  。 高二物理 第 11页 (共6页) 高二物理 第 12页 (共6页)学科网（北京）股份有限公司