18年高考物理总复习专题实验：验证动量守恒定律练习卷

1、内部文件,版权追溯内部文件,版权追溯实验：验证动量守恒定律1 .气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而根本消除掉摩擦力的影响,因此成为重要的实验器材,气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验.现提供以下实验器材:一端有株皮泥. 不带遮洸板的 蒲块,总属 一端固定存定滑 轮的水警气韭导 软(包括的个光电 门.数宇毫秒计)A一端有挂钩.- 端有掩花的擀块. it块总质量和遮 光板宽度"轻细期S6钩码假设干片状硅码假设 质量巳如干.啧量巳 且质必远如,用于改 小于滑块变滑块质量 质量DE利用以上实验器材可以完成“验证动量守恒定律的实验.为完成此实验,某同学将实验原理设定为

2、：mv0=( m+啊 v(1)针对此原理,应选择的器材编号为 (填写器材编号).(2)在所选的器材中, (填写器材编号)器材对应原理中的m.2 .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.(1) A B离开弹簧后,应该做 运动,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)假设不计此失误,分开后,A的动量大小为 kg - m/ s, B的动量的大小为

3、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O (结果均保存三位有效数字)3 .用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片来验证动量守恒定律,实验步骤如下:底端水平的斜槽用天平测出两小球A B的质量nA和rb；安装好实验装置,使斜槽末端水平;先不在斜槽末端放小球 B,让小球A从斜槽上位置P处由静止开始下滑, 小球A离开斜槽后,频闪照相机连续拍摄小球A的两位置(如图乙)；将小球B放在斜槽末端,让小球 A仍从位置P处由静止开始下滑,使它们碰撞,频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙)；测出所需的物理量.(1)步骤中 A B的两球质量应满足 .(2

4、)在步骤中,需要在照片中直接测量的物理量有 (选填xo、yo、Xa、八处、Yb).(3)假设两球碰撞过程中动量守恒,满足的方程为 .4 .某小组用如下图的装置验证动量守恒定律.装置固定在水平面上,圆弧形轨道下端切线水平.两球半径相同,两球与水平面的动摩擦因数相同.实验时,先测出A、B两球的质量ra、m1,让球A屡次从圆弧形轨道上同一位置由静止释放,记下其在水平面上滑行距离的平均值xo,然后把球B静置于轨道底端水平处,并将A从轨道上同一位置由静止释放,并与 B相碰,重复屡次.(1)为保证实验中球 A不反向运动,那么 ra、rb应满足的关系是 .(2)写出实验中还需要测量的物理量及其符号： .(3

5、) 假设碰撞前后动量守恒,写出动量守恒的表达式： .(4)取n=2m1, xo=1 m且A、B发生的是弹性碰撞,那么 B球滑行的距离为 5 .某同学用如图甲所示的装置验证动量守恒定律,该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成,硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置,释放弹片可将硬币以某一初速度弹出.一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同,主要实验步骤如下：将一元硬币置于发射槽口,释放弹片将硬币发射出去,硬币沿着长木板中央线运动,在长木板中央线的适当取该距位置取一点O,测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离,屡次从同一位置释放弹片将硬币发射出去,离的平均值记为X1 ,如图乙所示；O

6、点距离的平均值x2、 x3,将五角硬币放在长木板上,使其左侧位于O点,并使其直径与中央线重合,按步骤从同一位置释放弹片,弹射一元硬币,使两硬币对心正碰,重复屡次,分别测出两硬币碰后停止滑行时到如图丙所示.乙内(1)为完成该实验,除长木板、硬币发射器、一元及五角硬币、刻度尺外,还需要的器材为(2)实验中还需要测量的物理量及其符号为 ,验证动量守恒定律的表达式为6 .用如下图的装置进行验证动量守恒实验: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科,查出当地的重力加速度g；用细线将滑块 A B连接,使 A B间的弹簧处于压缩状态,滑块 B紧靠在桌边;剪断细线,测出滑块 B做平抛运动落地

7、时的水平位移为 X1 ,滑块A沿桌面滑彳T的距离 x2o(1)为验证动量守恒,写出还需要测量的物理量及其符号为 (2)如果动量守恒,那么应满足的关系是 .7 .为了验证碰撞中的动量守恒和两小球的对心正碰可近似认为是弹性碰撞,某同学选取了两个体积相同、质量不 等的小球,按下述步骤做实验,并答复下列问题.用天平测出两小球的质量分别为m和m2,且m>mi；如下图安装好实验装置,将槽AB固定在桌边,使槽末端的切线水平,将斜面BC连接在槽末端;先不放小球n%让小球m从槽顶端A处由静止滚下,记下小球在斜面上的落点位置;将小球m2放在槽末端,让小球 m仍从槽顶端 A处由静止滚下,使它们发生碰撞,记下小

8、球m和小球 但在斜面上的落点位置；用毫米刻度尺量出各个落点位置到槽末端点B的距离.图中D E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为Ld、Le、Lfo(1)在没有放 m时,让小球 m从槽顶端A处由静止滚下,m的落点是 点.(2)用测得的物理量表示,只要满足关系式 ,就说明碰撞中动量守恒.(3)用测得的物理量表示,只要再满足关系式 ,就说明两小球的碰撞是弹性碰撞.8 .两位同学用如图甲所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.1-V0 M P N0图甲图乙(1)实验中必须满足的条件是 .A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差B.斜槽轨道末端的切线必须水平C.入

9、射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止滚下D.两球的质量必须相等(2)测量所得入射球 A的质量为被碰小球B的质量为rb,图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影.实验时,先将入射球 A屡次从斜槽轨道上同一位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP再将入射球 A从斜槽轨道上同一位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球 A和球B相撞后的平均落点 M N,测得平抛射程分别为 OMK ON当满足表达式 时,说明两球碰撞 过程动量守恒；如果还满足表达式 时,说明两球的碰撞为弹性碰撞.(3)乙同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装,如图乙所示,他将白纸、复写纸固定在竖直放置

10、的木条上,用来记录实验中球A、B与木条的撞击点.实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球 A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B'然后将木条平移到图示位置,入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P'再将入射球 A从斜轨上起始位置由静止释放,与球B相撞,确定球 A B相撞后的撞击点分别为 M、N' .测得B'与N'、P'、M的高度差分别为hi、 h2、h3.假设满足表达式 ,那么说明球 A和球B碰撞过程动量守恒.9 .利用图a所示的装置验证动量守恒定律.在图 a中,气垫导轨上有 A B两个滑块,滑块 A右侧带有一弹

11、簧片,左侧与打点计时器图中未画出的纸带相连；滑块 B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时 器未完全画出可以记录遮光片通过光电门的时间.实验测得滑块 A质量m=0.310 kg,滑块B的质量m=0.108 kg,遮光片的宽度d=1.00 cm;打点计时器所用的交流电的频率为f=50 H.将光电门固定在滑块 B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰;碰后光电计时器显示的时间为A t b=3.500 ms ,碰撞前后打出的纸带如图b所示.甘碰撞前后总动量之差_假设实验允许的相对误差绝对值| 俨100%最大为5%本实验是否在误差范围内验证碰刖总动量了动量守恒定律？写出运

12、算过程.10 .如图甲,用碰撞实验器可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平局部碰撞前后的动量关系.填选项前的符号,m屡次从斜轨上 S位置静止释放,1实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量间接地解决这个问题.A.小球开始释放高度hB.小球抛出点距地面的高度 HC.小球做平抛运动的射程2图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球找到其平均落地点的位置 P,测量平抛射程 OP然后,把被碰小球 R2静置于轨道的水平局部,再将入射球m从斜轨上S位置静止释放,与小球 m相碰,并屡次重复.接下来要完成的必要步骤是 填选 项前的符号A.用天平测量两个小球的

13、质量m、mB.测量小球m开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度 HD.分别找到 m、m；相碰后平均落地点的位置 M NE.测量平抛射程 OM ON3假设两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为 用2中测量的量表示；假设 碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 用2中测量的量表示.4经测定,m=45.0 g , m=7.5 g,小球落地点的平均位置距 O点的距离如图乙所示.碰撞前、后 m的动量分别为Pi与pj,那么Pi：p=：11 ；假设碰撞结束时m的动量为P2',那么R':P2'=11:.实 P1验结果说明,碰撞前、后总动量的比值一-为.Pi P2foM P N%35

14、20 加一-I .正¥吗生 1 4I 个 ！ .3 55,68, i图乙5有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其他条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用4中的数据,分析和计算出被碰小球m平抛运动射程 ONW最大值为 cm.参考答案1. (1) ABC (2) B2. (1)匀速直线在弹簧恢复原长前 A B均做加速运动,间隔应先增大再不变(2) 1.80 X 10 2 1.88 X 10 2分开后A B的动量大小相等、方向相反,系统总动量为03. (1) nA>m(2) X0、xa、xb (3) nAX0=mxA+rraxB4. (1) nA>m(2)碰后A B球在水平面滑行的距离 xa、xb(3) mAH =mA&A+ mB收(4) 1965. 略6. (1)桌面离地面的高度 h(2) 2M J2>hx2= mx7. (1)E m .Le =m .,Ld +m . Lf(3)mLE=mLc+mLF272.-mAmAmB8. (1)BC(2) mA OP=mA OMrra ONmA OP=m OM+rra ON(3)j= = +r=2h9. 是【解析】碰撞前瞬间,A的速度v0 = 4.00 Cm = 2.00 m/s0.02 s 1.94 cmd 1.00 cm ,碰撞后瞬间, A的速度v1 = 0.97 m/s