高考物理大一轮复习 题组层级快练29 第六单元 动量守恒定律 3 实验：验证动量守恒定律-人教版高三全册物理试题.doc

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1、题组层级快练(二十九)实验：验证动量守恒定律实验题1.用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒定律时，必须注意的事项是()AA到达最低点时，两球的球心连线可以不水平BA到达最低点时，两球的球心连线要水平C多次测量减小误差时，A球必须从同一高度下落D多次测量减小误差时，A球必须从不同高度下落答案BC解析要保证一维对心碰撞，必须在碰撞时球心在同一高度；多次测量求平均值，必须保证过程的重复性，A球必须从同一高度下落2某同学设计了一个用打点计时器验证碰撞中的动量守恒的实验：在小车A的前端黏有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并黏合成一体，继续做匀速运动，他设计的装置如图所示

2、在小车A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片则()A长木板垫着小木片是为了平衡摩擦，保证小车碰撞前后做匀速运动B实验过程中应先接通电源，再让小车A运动C计算碰撞前后小车的速度时，在纸带上任选对应过程的一段即可D此碰撞中A、B两小车这一系统的机械能守恒答案AB解析用小木片将长木板一端垫起的目的是平衡摩擦力打点计时器的使用原则是先接通电源，再让小车运动碰撞中两小车这一系统的机械能不守恒3.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，如图所示，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

3、相互作用时的不变量测量过程中：(1)还必须添加的器材有_(2)需直接测量的数据是_(3)需要验算的表达式如何表示？_.答案(1)刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平(2)两物体的质量m1、m2，水平射程x1、x2(3)m1x1m2x2解析本实验是在“探究物体间发生相互作用时的不变量”时，为了确定物体速度的方法进行的迁移两球弹开后，分别以不同的速度离开桌面做平抛运动，两球做平抛运动的时间相等，均为t(h为桌面离地的高度)根据平抛运动规律，由两球落地点距抛出点的水平距离xvt，知两物体水平速度之比等于它们的射程之比即v1v2x1x2；所以本实验中只需测量x1、x2即可，测量x1、x2

4、时需准确记下两球落地点位置，故需要刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板等若要探究m1x1m2x2或者m1x12m2x22或者是否成立，还需用天平测量两球质量m1、m2.4用半径相同的两个小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意图如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹再把B球静置于水平槽前边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：OM2.68 cm，OP8.62 cm，ON11.50 cm，并知A、B

5、两球的质量比为21，则未放B球时A球落地点是记录纸上的_点，系统碰撞前总动量p与碰撞后动量p的百分误差_%(结果保留一位有效数字)答案P2解析M、N分别是碰后两球的落地点的位置，P是碰前A球的落地点的位置，碰前系统的总动量可等效表示为pmAOP，碰后总动量可等效表示为pmAOMmBON，则其百分误差2%.5.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垂线的水平距离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，

6、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_答案(1)桌面离水平地面的高度h(2)Mmx10解析(1)要找出碰撞中的不变量，应测出两滑块质量及各自的速度，取向右方向为正，剪断细线后，A向右做匀减速运动，初速度vA，B向左做平抛运动，设桌面高度为h，则hgt2，x1vBt，得vBx1 .故要求出vB，还应测出h.(2)若mv为不变量，碰前MvAmvB0，碰后MvAmvB0，故MvAmvBMvAmvB，即Mmx10.6为了验证动量守恒定律，某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：步骤1：在A、B的相撞面分别装上橡皮泥，以便二者相

7、撞以后能够立刻结为整体；步骤2：安装好实验装置如图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图所示(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置_在P5、P6之间在P6处在P6、P7之间(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是_A、B两

8、个滑块的质量m1和m2滑块A释放时距桌面的高度频闪照相的周期照片尺寸和实际尺寸的比例照片上测得的s45、s56和s67、s78照片上测得的s34、s45、s56和s67、s78、s89滑块与桌面间的动摩擦因数写出验证动量守恒的表达式_答案(1)(2)m1(s452s56s34)(m1m2)(2s67s78s89)解析(1)由图可知s123.00 cm，s232.80 cm，s342.60 cm，s452.40 cm，s562.20 cm，s671.60 cm，s781.40 cm，s891.20 cm.根据匀变速直线运动的特点可知A、B相撞的位置在P6处(2)为了探究A、B相撞前后动量是否守恒

9、，就要得到碰撞前后的动量，所以要测量A、B两个滑块的质量m1、m2和碰撞前后的速度设照相机拍摄时间间隔为T，则P4处的速度为v4，P5处的速度为v5，因为v5，所以A、B碰撞前A在P6处的速度为v6；同理可得碰撞后AB在P6处的速度为v6.若动量守恒则有m1v6(m1m2)v6，整理，得m1(s452s56s34)(m1m2)(2s67s78s89)因此需要测量或读取的物理量是.7某同学利用两个半径相同的小球和斜槽探究碰撞中的不变量，主要步骤如下：用天平测出两小球的质量m132.6 g，m220.9 g，记下斜槽末端在水平面上的投影O，调整斜槽末端呈水平不放置被碰小球m2，让入射小球m1从某位

10、置由静止释放，记下m1的落点P.把被碰小球m2放置于斜槽末端，如图所示，让小球m1从同一位置由静止释放，记下小球m1、m2的落地位置M、N.把被碰小球m2的左面粘上一块胶布，然后重复步骤.测量各自的水平射程，记录在下表中OPOMON不粘胶布时56.0 cm12.5 cm67.8 cm粘胶布时56.0 cm20.4 cm55.3 cm关于碰撞中的不变量，该同学有如下猜想Av1v1v2Bm1v1m1v1m2v2C.m1v12m1v12m2v22其中v1指不放m2时入射小球m1做平抛运动时的初速度，v1、v2指放置被碰小球m2后，m1、m2做平抛运动的初速度由实验数据分析计算，判断哪一种猜想正确解析

11、小球做平抛运动的水平位移xvt；在本题中小球从同一位置即斜槽末端离开斜槽做平抛运动，落点在同一水平面上，故各球做平抛运动的时间相同，各小球离开斜槽末端时的速度可用水平位移来表示，即v1v1v2等价于OPOMON；m1v1m1v1m2v2等价于m1OPm1OMm2ON；m1v12m1v12m22v2等价于m1(OP)2m1(OM)2m2(ON)2.(1)不粘胶布时，OP0.560 m，OMON0.803 m粘胶布时，OP0.560 m，OMON0.757 m所以猜想A不正确(2)不粘胶布时，m1OP0.018 3 kgmm1OMm2ON0.018 2 kgm粘胶布时，m1OP0.018 3 kgmm1OMm2ON0.018 2 kgm以上两种情况都可以认为m1OPm1OMm2ON，所以猜想B项正确(3)不粘胶布时，m1(OP)25.11103 kgm2m1(OM)2m2(ON)25.06103 kgm2粘胶布时，m1(OP)25.11103 kgm2m1(OM)2m2(ON)23.87103 kgm2可见不粘胶布时，总动能可以认为不变，粘胶布时总动能就明显减少，所以总动能不是碰撞中的守恒量