高中物理基础训练19验证动量守恒定律和机械能守恒定律

1、基础训练19 验证动量守恒定律和机械能守恒定律（实验三）（时间60分钟，赋分100分）训练指要本套试题训练和考查的重点是：理解“碰撞中的动量守恒”的实验原理；会利用打点计时器采用落体法来验证机械能守恒定律. 第12题、第15题为创新题. 这两个题的命题意图是：不仅要求学生理解原理、而且要求在理解实验原理的基础上去思考解决新出现的问题.一、选择题（每小题5分，共40分）1. 在做“碰撞中的动量守恒”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. 斜槽轨道末端的切线是水平的C. 入射球每次都要从同一高度由静止滚下D. 碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行2. 在“碰

2、撞中的动量守恒”实验中，下列关于小球落点说法，正确的是A. 如果小球每次从同一点无初速释放，重复几次的落点一定是重合的B. 由于偶然因素存在，重复操作时小球落点不重合是正常的，但落点应当比较密集C. 测定P 点位置时，如果重复10次的落点分别为P 1、P 2、P 3P 10则OP 应取OP 1、OP 2、OP 3OP 10的平均值，即OP =(OP 1+OP 2+OP 10/10D. 用半径尽量小的圆把P 1、P 2、P 3P 10圈住，这个圆的圆心是入射球落点的平均位置P3. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中，需要通过计算得到的有A. 重锤的质量B. 重力加速度C. 重锤下落的

3、高度D. 与重锤下落高度对应的重锤的即时速度4. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法或做法正确的是A. 选用质量大的重锤可减小实验误差B. 实验结果总是动能增加略大于势能减小C. 固定好打点计时器，用手拿住穿过限位孔的纸带一端，手应静止靠近打点计时器处D. 先松开纸带，再接通电源，重物自由下落时纸带上就能打出一系列点，重复做几次5. 在利用重锤自由落下验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是A. 重锤下落的实际高度大于测量值B. 重锤下落的实际高度小于测量值C. 重锤实际末速度v 大于gtD. 重锤实际末速度v 小于gt6. 如图1191所示，M 、N 和P 为验证动量守恒定律

4、实验中小球的落点，如果碰撞中动量守恒，则有（设入射小球与被碰小球质量分别为m 1、m 2） 图1191A. m 1ON = m 1OM + m 2OPB. m 1OP = m 1OM + m 2ONC. m 1OP = m 1OM + m 2N OD. m 1OP = m 1M O + m 2N O7. 在验证碰撞中的动量守恒实验中，设入射球、被碰球的质量分别为m 1、m 2，为了减少实验误差，下列说法正确的是A. m 1=m 2B. m 1m 2C. 降低碰撞实验器材的高度D. 入射小球释放点要适当高一些8. 在验证“碰撞中的动量守恒”实验中，需要用的测量仪器(或工具 有A. 秒表 B. 天

5、平C. 刻度尺 D. 游标卡尺二、填空题（每小题6分，共24分）9. 用落体法验证机械能守恒定律中：（1）从下列器材中选出实验所必须的，其编号为_.A. 条点计时器（包括纸带）；B. 重锤；C. 天平；D. 毫米刻度尺；E. 秒表；F. 运动小车（2）打点计时器的安装放置要求为_；开始打点计时的时候，应先_，然后_.（3）计算时对所选用的纸带要求是_.（4）实验中产生系统误差的原因主要是_，使重锤获得的动能往往_.为了减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择_.（5）如果以v 2/2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出的v 2/2h 图线是_，该线的斜率等于_.10. 如图1192所示装置验证碰撞

6、中的动量守恒，A 、B 两球直径相同，质量分别为m 1、m 2. 图1192（1）实验中所必须用的测量工具是_、_.（2）某次实验得出小球的落点情况如图1193所示，若碰撞中动量守恒，则两小球质量之比m 1m 2=_. 图119311. 在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地重力加速度g =9.80 m/s2，测出所用重物的质量m =1.00 kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O ，另选连续的4个点A 、B 、C 、D 作为测量点，经测量知道A 、B 、C 、D 各点到O 点的距离分别为62.99 cm 、70.18 cm、77.76

7、cm、85.73 cm ，根据以上数据，可知重物由O 点运动到C 点，重力势能的减少量为_J，动能的增加量为_J(取3位有效数字12. 处理电磁打点计时器所打出点的纸带时，常常采用计数点的办法，但在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，可以直接利用打点计时器所打出的纸带上的实际点迹而不必采用选取计数点的办法. 这其中的原因是_三、计算题（共36分）13. （12分）做“验证动量守恒定律”的实验时，称得小球的质量m 1=0.1 kg ，m 2=0.05 kg ，应选哪个为入射球?(说明理由. 两小球相碰时，在地面上的投影分别为O 、O ，碰撞前后两球多次落点的平均位置为M 、P 、N ，但

8、N 点的位置模糊不清，如图1194所示. 请你根据动量守恒，判定N 点的位置应位于什么刻度线上. 图119414.(12分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为1 kg的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为6 V、50 Hz的交流电源，如图1195所示. 纸带上O 点为重锤自由下落时纸带打点起点，选取的计数点A 、B 、C 、D 依次间隔一个点(图中未画出 ，各计数点与O 点距离如图所示，单位为mm ，重力加速度为9.80 m/s2，则(1打点计时器记录B 点时，重锤速度v B =?重锤动能E kB =?(2从开始下落算起，打点计时器记录B 点时重锤的重力

9、势能减少多少?(3以B 点为例，说明你怎样判断重锤下落过程中机械能是否守恒? 图119515. （12分）在“验证机械能守恒”的实验中，若不知道打点周期，只知道打点周期恒定，你能否利用打出的点迹清晰的任一纸带进行验证？如何验证？参考答案一、1.BCD 2.BD 3.D 4.A 5.D 6.C 7.BD 8.BCD二、9.(1ABD (2底板要竖直，这样才能使重锤落下时，受到的阻力较小；通电打点；再放下重锤，让它带着纸带一同落下（3）第1、2点间距离接近2 mm，且点迹清晰.(4阻力对重锤和纸带的影响；小于重力势能的减少量；质量较大的.(5过原点的斜直线；重力加速度g .10.(1天平；刻度尺（

10、2）4111.7.62;7.5612. 这是因为重锤做自由落体运动时，加速度较大，各点之间的距离较易测量，故不必采用计数点的办法.三、13. 该实验中，要求入射球质量大于被碰球质量，所以应选m 1为入射球. 由动量守恒知：m 1N O m OM m OP +=21, 即0.1×30.00=0.1×14000+0.05×(x N -3.00 得x N =35.00.故N 点位置应在35.00刻度线上.14. （1）v B =1.18 m/s;E kB =6.96×10-1 J.(2E p =6.92×10-1J(3上述所得E k 与E p 在误差允许范围内二者相等，验证了物体在只受重力作用时，重力势能的减少量等于动能的增加量，即机械能守恒.15. 由s =gT 2知，只要量出相邻点之间的距离s 1、s 2、s 3，查出当地的重力加速度g , 由T 1=gs s