2023版高三一轮总复习物理（新教材新高考）实验针对训练8验证动量守恒定律

1、 实验针对训练(八)1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，探究金属球间发生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)需要验证的表达式为_。解析两球弹开后，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teq r(f(2h,g)(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，知两球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

2、，测量x1、x2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m1xeq oal( 2,1)m2xeq oal( 2,2)是否成立，还需用天平测量两球质量m1、m2。答案(1)刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平(2)两球的质量m1、m2，两球碰后的水平射程x1、x2(3)m1x1m2x22用如图所示装置来“探究碰撞中的不变量”，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角为；球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B

3、发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，用来记录球B的落点。(1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后A、B两球的速度(设A、B两球碰前的速度分别为vA、vB，碰后速度分别为vA、vB)，则vA_，vA_，vB_，vB_。(2)请你提供两条提高实验精度的建议：_。解析(1)根据机械能守恒定律，有eq f(1,2)mAveq oal( 2,A)mAgL(1cos )vAeq r(2gL1cos )碰撞后，同理可知vAeq r(2gL1cos )由题意，碰撞前vB0碰撞后小球B做平抛运动，可得eq f(1,2)gt2HvBtx，

4、解得vBxeq r(f(g,2H)。(2)让球A多次从同一位置摆下，求B球落点的平均位置；角取值不要太小；两球A、B的质量不要太小。(任答两条)答案(1)eq r(2gL1cos )eq r(2gL1cos )0 xeq r(f(g,2H)(2)见解析3某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下：甲乙A在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片B用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量ma、mbC在a和b间用细线连接，中间夹一被压

5、缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上D细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动E记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间tF小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离sbG改变弹簧压缩量，进行多次测量(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度为_ mm。(2)该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即_。(用上述实验所涉及物理量的字母表示)解析(1)螺旋测微器的固定刻度读数为2.5 mm，可动刻度读数为0.015.0 mm0.050 mm，所以最终读数为：2.5 mm0.

6、050 mm2.550 mm。(2)烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度为：vaeq f(d,t)；故a的动量为：pamaeq f(d,t)b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得：heq f(1,2)gt2sbvbt解得：vbsbeq r(f(g,2h)小球b的动量大小：pbmbsbeq r(f(g,2h)若动量守恒，设向右为正，则有：0mbvbmava即maeq f(d,t)mbsbeq r(f(g,2h)。答案(1)2.550(2)eq f(mad,t)mbsbeq r(f(g,2h)4某实验小组利用如图所示的装置进行实验，钩码A和B(均可视为质点

7、)分别系在一条跨过轻质定滑轮的软绳两端，在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C(可视为质点)，在距地面为h处有一宽度略大于B的狭缝，钩码B能通过狭缝，在狭缝上放有一个外径略大于缝宽的环形金属块D(可视为质点)，B与D碰撞后粘在一起，忽略一切摩擦。开始时B距离狭缝的高度为h1，放手后，A、B、C从静止开始运动，A、B、C、D的质量均相等。B、D碰撞过程时间很短，忽略不计。(1)利用计时仪器测得钩码B通过狭缝后上升h2用时t1，则钩码B碰撞后瞬间的速度为_(用题中字母表示)；(2)通过此装置验证机械能守恒定律，当地重力加速度为g，若碰撞前系统的机械能守恒，则需满足的等式为_(用题中字母表示)。解析(1)由于A、B、C、D四个质量相等，所以钩码B通过狭缝后做匀速运动，所以钩码B碰撞后瞬间的速度为v2eq f(h2,t1)。(2)碰撞过程，依据动量守恒定律得3mv14mv2，碰撞前，若机械能守恒，则有mgh1eq