2022年高考物理二轮复习实验专题训练验证动量守恒定律.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载河北 2022 高考二轮复习试验专题训练验证动量守恒定律1为了使“ 验证动量守恒定律” 的试验胜利,以下应留意的事项中正确选项（）A两球相碰时,它们的球心必需在同一高度上做对心碰撞B入射小球始终从同一高度释放,然后选取其中水平射程最远的一点,作为小球落点的位置C重复多次试验,用圆规画一个尽可能小的圆将对应同一位置的多个 任一点作为落点的平均位置落点圈在里面,取圆内D转变入射球的释放高度,并多次释放测出各次的水平位移,求出其平均值后再代入守恒式进行验证【答案】A 2. 在“ 验证动量守恒定律” 的试验中,让质量为m1的小球从斜槽

2、轨道上某处自由滚下,与静止在轨道末端的质量为m2的小球发生对心碰撞,如下列图. 某位同学认为试验中有如下事项,你认为其中正确选项_. A. 轨道末端必需调整到水平B. 试验中必需测量斜槽末端离地面的高度C.试验中必需测量两个小球的直径D.N 点为 m1落地点的位置【答案】 A 3. 某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩了的轻弹簧,如下列图,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观看物体的运动情形,进行必要的测量,验证物体相互作用时在肯定条件下动量守恒. . （1）该同学仍必需用的试验器材是（2）需直接测量的数是 . . （3）用所得数据验证动量守恒的关系式是【答案】（1）天

3、平、刻度尺、重垂线（2）两木块的质量为m1、m2,两木块的水平射程x1、x2 （3） m1x1=m2x2 4. 某同学用如下列图的装置通过半径相同的A、 B两球的碰撞来验证动量守恒定律. 图中 PQ是名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 斜槽, QR为水平槽 . 试验时先使学习必备欢迎下载G由静止开头滚下,落到位于水平A球从斜槽上某一固定位置地面的记录纸上,留下痕迹 . 重复上述操作 10 次,得到 10 个落点痕迹 . 再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让 A 球仍从位置 G由静止开头滚下,和 B 球碰撞后,

4、A、 B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹 . 重复这种操作 10 次. 图甲中 O点是水平槽末端 R在记录纸上的垂直投影点 .B 球落点痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置,且平行于 尺的零点与 O点对齐 . （1）碰撞后 B 球的水平射程应取为 cm; G、R、O所在的 平面,米2 在以下选项中,哪些是本次试验必需进行的测量？答 .（填选项号）A. 水平槽上未放B 球时,测量A 球落点位置到O点的距离B.A 球与 B 球碰撞后, 测量 A球落点位置到O点的距离C.测量 A 球或 B球的直径 D.测量 A 球和 B球的质量（或两球质量之比）E. 测量 O点相对于水平槽面的高度（3）试验中,对入

5、射小球在斜槽上释放点的高低对试验影响的说法中正确选项 A. 释放点越低,小球受阻力越小,入射小球速度越小,误差越小 B. 释放点越 低,两球碰后水平位移越小,水平位移测量的相对误差越小,两球速度的测量越 精确 C.释放点越高,两球相碰后,相互作用的内力越大,碰撞前后动量之差越小,误差越小 D.释放点越高,入射小球对被碰小球的作用力越大,轨道对被碰小球的阻力越小【答案】（1） 65.765.5 65.9 均可 （2）A、 B、D （ 3）C 5. 气垫导轨是一种常用的试验仪器. 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

6、挡板 C和 D的气垫导轨以及滑块 A 和 B 来验证动量守恒定律,试验装置如下列图（弹簧的长度忽视不计）,采纳的试验步骤如下：a. 用天平分别测出滑块 A、B 的质量 mA、mB；b. 调整气垫导轨,使导轨处于水平；c. 在 A和 B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上；名师归纳总结 d. 用刻度尺测出滑块A 的左端至挡板C的距离 L1；第 2 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载A、B 滑块e. 按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B 运动时间的计时器开头工作,当分别碰撞 C、D挡板时停止计时

7、,登记滑块A、B 分别到达挡板C、D的运动时间t1 和 t2. （1）试验中仍应测量的物理量是 .；（ 2）利用上述测量的试验数据,验证动量守恒定律的表达式是上式中算得的 A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的缘由是（回答两点即可） . （3）利用上述试验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能,请写出表达式 . 如 不能,请说明理由 . 6、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 1 2. 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

8、将其由静止释放 . 结果观看到两摆球粘在一起摇摆,且最大摆角为 30 . 如本试验答应的最大误差为4%,此试验是否胜利 地验证了动量守恒定律 . 【解析】设摆球A、B的质量分别为mA、mB,摆长为 l,B 球的初始高度为h1, 碰撞前 B球的速度为 vB. 在不考虑摆线质量的情形下,依据题意及机械能守恒定律得h1=l1-cos45, 1 22 m v =mBgh1. 大小分别为p1、p2. 有设碰撞前、后两摆球的总动量的p1=mBvB.名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载A 未与被碰球B 碰撞时的落点

9、, M7. 如下列图 , 在“ 验证动量守恒定律” 试验中, P为入射球为它与 B 球碰后的落点 , N 为 B 球的落点 , 这个试验对小球质量 MA 和 MB 的要求是MA_MB填“ ” 、 “ ” 或“ ”. 为了能用 OP长度表示球 A的初速度 , OM和 O N长度分别表示球 A 与球 B 的末速度 , 就必需做到 _, 用图中标出的符号和测出的数据列出验证动量守恒的表达式为 _. 解析 : 为保证 A 碰后速度仍向右 , MA MB; A、B 碰后均为平抛运动 , 由 sv t, 只有 t 相同, s 才能表示 v, 所以 A、B 球心碰前必在同一水平线上 . 答案 : 碰前 A、

10、B 两球心等高 MA OPMA OMMB O N8. 如下列图 , 在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆试验小车 , 甲车系一穿过打点计时器的纸带 , 当甲车获得某一向右速度时 , 立即启动打点计时器 , 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运动情形如图 14 26 所示 . 电源频率为 50 Hz, 就碰撞前甲车运动速度大小为 _m/s, 甲、乙两车碰撞后的速度大小为 _m/s, 该碰撞属于 _碰撞 . 解析 : 碰撞前后都是匀速直线运动, 利用公式v v 求得碰撞前后的速度. 碰前甲的速度为名师归纳总结 v11.2 cm/0.02 s

11、0.6 m/s, 碰后共同速度为v20.78 cm/0.02 s0.39 m/s.由于碰后两第 4 页,共 7 页车成为一个整体, 所以其碰撞为完全非弹性碰撞. 答案 : 0.60 0.39 完全非弹性- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载, 如下列图 , 将9. 某同学把两块大小不同的木块用细线连接, 中间夹一被压缩了的轻质弹簧这一系统置于光滑的水平桌面上, 烧断细线 , 观看物体的运动情形, 进行必要的测量, 验证物体间相互作用时动量守恒. 1 该同学仍必需有的器材是 _. 2 需要直接测量的数据是 _. 3 用所得数据验证动量守恒的关

12、系式是 _. 解析 : 烧断细线后两木块在弹力作用下向相反的方向运动, 两木块离开桌面后分别做平抛运动. 由平抛运动规律知 , 两木块在水平方向为匀速运动 , 且运动时间相同 , 同时落地 , 两者水平位移分别为 s1 v1t1, s2v2t2, 又 t1 t2, 如要验证 m1v1m2v2, 只需验证 m1s1m2s2.因此 , 需要用刻度尺分别测出两者落地点到桌子两侧边的水平距离 s1、s2, 用天平测两者的质量 m1、m2. 答案 : 1 刻度尺、天平 2 两物体的质量 m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离 s1、 s2 3m1s1 m2s2 10. 为了验证动量守恒定律

13、, 在水平气垫导轨上放置两个质量均为 a 的滑块 , 每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连 , 两个打点计时器所用电源的频率均为 B. 气垫导轨正常工作后 , 接通两个打点计时器的电源 , 并让两滑块以不同的速度相向运动 , 两滑块相碰后粘在一起连续运动 . 图乙为某次试验打出的、点迹清楚的两条纸带各自的一部分 , 在纸带上以同间距的 6 个连续点为一段划分纸带 , 用刻度尺分别量出其长度 s1、s2 和 s3. 如题中各物理量的单位均为国际单位 , 那么 , 碰撞前两滑块的动量大小分别为 _、 _, 两滑块的总动量大小为 _; 碰撞后的两滑块的总动量大小为 _. 重复上述试验 , 多

14、做几次 . 如碰撞前、后两滑块的总动量在试验误差答应的范畴内相等 , 就动量守恒定律得到验证 . 解析 : 动量 p mv, 依据 vs/5T 可知两滑块碰前的速度分别为v10.2s1b 、v20.2s3b, 就碰前两滑块动量分别为 0.2abs1 和 0.2abs3, 总动量大小为 av1av20.2abs1 s3; 碰撞后两滑块的总动量大小为 2av 2as2/5T 0.4abs2. 答案 : 0.2abs3 0.2abs1 第 1、2 空答案可互换 0.2abs1 s3 0. 4abs2 11. 某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的试验: 在小车A 的前端粘有橡名师归纳总结

15、 皮泥 , 推动小车A 使之做匀速运动, 然后与原先静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体, 继第 5 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 续做匀速运动 . 他设计的装置如图学习必备欢迎下载A 后连着纸带 , 电磁打点计时器所用电 a 所示 . 在小车源频率为 50 Hz, 长木板下垫着小木片以平稳摩擦力. 已标在图上 . A为 1 如已测得打点的纸带如图1429b 所示 , 并测得各计数点的间距运动的起点 , 就应选 _段来运算 A 碰撞前的速度 , 应选 _段来运算 A 和 B 碰后的共同速度 以上两空选填“AB” “ BC” “ CD”

16、 或“DE” . 2 已测得小车 A 的质量 m10.4 kg, 小车 B 的质量 m20.2 kg, 就碰前两小车的总动量大小为_kg m/s, 碰后两小车的总动量大小为 _kg m/s.解析 : 1 从分析纸带上打点情形看 , BC 段既表示小车做匀速运动 , 又表示小车有较大速度 , 因此 BC段能较精确地描述小车 A 在碰撞前的运动情形 , 应选用 BC段运算 A 的碰前速度 . 从CD段打点情形看 , 小车的运动情形仍没稳固 , 而在 DE段小车做匀速运动 , 故应选用 DE段计算碰后 A 和 B 的共同速度 . 2 小车 A 在碰撞前速度大小为v0BC 5T10.50 10 2 5

17、 0.02 m/s 1.050 m/s 小车 A在碰撞前动量大小为p0mAv00.4 1.050 kg m /s 0.420 kg m/s碰撞后 A、B 共同速度大小为vDE 5T6.95 10 2 5 0.02 m/s 0.695 m/s 碰撞后 A、B 的总动量大小为pmAmBv0.2 0.4 0.695 kg m/s0.417 kg m/s.答案 : 1BC DE 20.420 0.417 12. 如图是用来验证动量守恒的试验装置 , 弹性球 1 用细线悬挂于 O 点, O 点下方桌子的边沿有一竖直立柱 . 试验时 , 调剂悬点 , 使弹性球 1 静止时恰与立柱上的球 2 接触且两球等高

18、 . 将球 1 拉到 A点 , 并使之静止 , 同时把球 2 放在立柱上 . 释放球 1, 当它摆到悬点正下方时与球 2 发生对心碰撞 . 碰后球 1 向左最远可摆到 B 点, 球 2 落到水平地面上的 C 点. 测出有关数据即可验证 1、2 两球碰撞时动量守恒 . 现已测出 A 点离水平桌面的高度为 a, B 点离水平桌面的高度为 b, C 点与桌子边沿间的水平距离为 c. 此外 , 图 14210 1 仍需要测量的量是2 _、_和_. 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 依据测量的数据学习必备欢迎下载 , 该试

19、验中动量守恒的表达式为_. 忽视小球的大小解析 : 1 要验证动量守恒必需知道两球碰撞前后的动量变化 , 依据弹性球 1 碰撞前后的高度a 和 b, 由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度 , 故只要再测量弹性球 1 的质量 m1, 就能求出弹性球 1 的动量变化 ; 依据平抛运动的规律 , 只要测出立柱高 h 和桌面高 H 就可以求出弹性球 2 碰撞前后的速度变化 , 故只要测量弹性球 2 的质量和立柱高 h、桌面高 H就能求出弹性球2 的动量变化 . 2 依据 1 的解析可以写出动量守恒的方程c2m1 ah2m1 bhm2Hh答案 : 1 弹性球 1、2 的质量 m1、m2 立柱高 h 桌面高

20、 H c22m1 ah2m1 bh m2Hh13. 为了证明碰撞中的动量守恒 , 试验宜在气垫导轨上进行 , 这样可以大大减小阻力 , 使滑块在碰撞前后的运动可以看成是匀速运动 . 使试验的牢靠性及精确度得以提高 . 在某次试验中, A 、B 两铝制滑块在一水平长气垫导轨上相碰 , 用闪光照相机每隔 0.4 秒的时间拍照一次照片 , 每次拍照时闪光的连续时间很短 , 如下列图 , 已知 A、B 之间的质量关系是 mB1.5mA, 拍照共进行了 4 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 原先处于静止状态 , 设 A、B 滑块在拍照闪光照片的这段时间内是在 10 cm

21、 至 105 cm 这段范畴内运动 以滑块上的箭头位置为准 , 试依据闪光照片求出 : 1A 、B 两滑块碰撞前后的速度各为多少？2 依据闪光照片分析说明两滑块碰撞前后动量是否守恒. 解析 : 1由题意可知 , 碰前 : vA 0 碰后 : vA sA t0.3 0.4 m/s 0.75 m/svB sB t0.2 0.4 m/s 0.5 m/s从发生碰撞到其次次拍照照片, A 运动的时间是t1 sAv A 0.15 0.75 s 0.2 s 由此可知 , 从拍照第一张照片到发生碰撞的时间是t2 0.4 0.2 s0.2 s 就碰前物体 B 的速度为 vB sB t20.20.2 m/s 1 m/s. 2 碰撞前的动量 : p mAvAmBvB1.5 mA 碰撞后的动量 : p mAvA mBvB 0.75mA0.75mA1.5mA, 可见 pp, 所以动量守恒. 答案 : 见解析名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页