高考物理一轮复习 课时跟踪检测30 实验7 验证动量守恒定律-人教版高三全册物理试题.doc

课时跟踪检测三十实验7验证动量守恒定律1(2016届湖南十三校联考)气垫导轨上有A、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接(如图甲所示)，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它们运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz，由图可知：(1)A、B离开弹簧后，应该做_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，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是_(2)若不计此失误，分开后，A的动量大小为_kg·m/s，B的动量的大小为_kg·m/s.本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是_解析：(1)A、B离开弹簧后，应该做匀速直线运动；烧断细线后，在弹簧恢复原长的过程中，应先做加速运动，当弹簧恢复原长后，滑块做匀速直线运动，由图中闪光照片可知，滑块直接做匀速直线运动，没有加速过程，与事实不符(2)频闪照相的时间间隔T1/f1/10 s0.1 s，滑块A的速度vAxA/T0.09 m/s，滑块B的速度vBxB/T0.06 m/s，A的动量pAmAvA0.200 kg×0.09 m/s0.018 kg·m/s，B的动量pBmBvB0.300 kg×0.06 m/s0.018 kg·m/s，由此可见A、B的动量大小相等、方向相反，它们的总动量为零，与释放前的动量相等，因此系统动量守恒答案：(1)匀速直线滑块应该有加速过程，然后再匀速运动(2)0.0180.018A、B的动量始终大小相等方向相反2气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：a松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰到C、D挡板时计时器结束计时，分别记下A、B到达C、D的运动时间t1和t2.b在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置c给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平d用刻度尺测出A的左端至C板的距离l1，B的右端至D板的距离l2.(1)实验步骤的正确顺序是_(2)实验中还需要的测量仪器是_，还需要测量的物理量是_(3)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是_解析：(2)还需用天平测滑块的质量(3)两滑块脱离弹簧的速度为v1，v2，由动量守恒得m1v1m2v2即m1m2.答案：(1)cbda(2)天平A、B两滑块的质量m1、m2(3)m1m23.(2016届南宁模拟)在“验证动量守恒定律”的实验中，已有的实验器材有：斜槽轨道，大小相等质量不同的小钢球两个，重锤线一条，白纸，复写纸，圆规实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图所示试根据实验要求完成下列填空：(1)实验前，轨道的调节应注意_(2)实验中重复多次让a球从斜槽上释放，应特别注意_.(3)实验中还缺少的测量器材有_(4)实验中需测量的物理量是_(5)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式_成立解析：(1)由于要保证两物体发生弹性碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必需保证槽的末端的切线是水平的(2)由于实验要重复进行多次以确定同一个弹性碰撞后两小球的落点的确切位置，所以每次碰撞前入射球a的速度必需相同，根据mghmv2，可得v，所以每次必需让a球从同一高处静止释放滚下(3)要验证mav0mav1mbvb，由于碰撞前后入射球和靶球从同一高度同时做平抛运动，根据hgt2可得两球做平抛运动的时间相同，故可验证mav0tmav1tmbvbt，而v0tOP，v1tOM，v2tON，故只需验证maOPmaOMmbON，所以要测量a球的质量ma和b球的质量mb，故需要天平；要测量两物体平抛时水平方向的位移即线段OP、OM和ON的长度，故需要刻度尺(4)由(3)的解析可知实验中需测量的物理量是a球的质量m1和b球的质量mb，线段OP、OM和ON的长度(5)由(3)的解析可知若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式maOPmaOMmbON.答案：(1)槽的末端的切线是水平的(2)让a球从同一高处静止释放滚下(3)天平刻度尺(4)a球的质量ma和b球的质量mb，线段OP、OM和ON的长度(5)maOPmaOMmbON4某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”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，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地飘浮在导轨上，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；向气垫导轨空腔内通入压缩空气；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橡皮绳；把滑块2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，选出理想的纸带如图乙所示；测得滑块1的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.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以前系统的总动量为_kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_kg·m/s(保留三位有效数字)(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_解析：(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1.(2)作用前滑块1的速度v1 m/s2 m/s，系统的总动量为0.310 kg×2 m/s0.620 kg·m/s，两滑块相互作用后具有相同的速度v m/s1.2 m/s，系统的总动量为(0.310 kg0.205 kg)×1.2 m/s0.618 kg·m/s.(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔间有摩擦答案：(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器的限位孔间有摩擦5如题图所示，已知A、B两物体的质量关系为mB1.5mA，拍摄共进行了四次第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后A原来处于静止状态，设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10 cm至105 cm这段范围内运动(以滑块上的箭头位置为准)，试根据闪光照片(闪光时间间隔为0.4 s)，分析得出：(1)A滑块碰撞前的速度vA_；B滑块碰撞前的速度vB_.A滑块碰撞后的速度vA_；B滑块碰撞后的速度vB_.(2)根据闪光照片分析说明碰撞发生位置在刻度尺_cm刻度处(3)根据闪光照片分析得出两滑块碰撞前两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是_(以mA表示)答案：(1)01.00 m/s0.75 m/s0.50 m/s(2)30(3)1.5mA6某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律图中两摆摆长相同，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，其侧面刚好接触向右上方拉动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，且最大摆角成30°.若本实验允许的最大误差为±4%，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？解析：若动量守恒，B球与A球碰前速度为v0，设A球质量为m，根据机械能守恒得×2mv2mgl(1cos45°)，得v0 ；碰前B动量为p2mv01.53m.碰后两球速度为v，碰后两球机械能守恒，×3mv23mgl(1cos30°)，得v ，碰后两球动量为p3mv1.55m.所以能较成功地验证动量守恒定律答案：能较成功地验证动量守恒定律5