高考回归复习-力学实验之验证动量守恒定律含答案

1、高考回归复习一力学实验之验证动量守恒定律1 .如图所示，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部分碰撞前后的动量关 系。（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 （选填选项前的符 号），间接地解决这个问题。A .小球开始释放高度 h TOC o 1-5 h z B.利用秒表精确测量小球从抛出点到落地的时间tC.小球做平抛运动的射程（2）图中。点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让球 1多次从斜轨上S位置静止释放，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 2静置于轨道的水平部分末端，再将入射球1从斜轨上S位

2、置静止释放，与小球 2相碰，并多次重复。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质量m1、m2B.测量球1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到球1、球2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM、ON（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表布为 （用（2）中测量的量表不）若碰 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）。2.国庆同学在做 探究碰撞中的不变量”实验中，所用装置如图甲所示，已知槽口末端在白纸上的投影位置 为。点。回答以下问题：（1）为了完成本实验，下列必须具备的实验条件或操作步骤是 A.斜槽轨道末端的

3、切线必须水平B.入射球和被碰球半径必须相同C.入射球和被碰球的质量必须相等D.必须测出桌面离地的高度HE.斜槽轨道必须光滑(2)国庆同学在实验中正确操作，认真测量，得出的落点情况如图乙所示，则入射小球质量和被碰小球质量 之比为;(3)为了完成本实验，测得入射小球质量mi,被碰小球质量 m2,。点到M、P、N三点的距离分别为 yi、y2、y3,若两球间的碰撞是弹性碰撞，应该有等式 成立。 TOC o 1-5 h z .2_2_2 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document A.mi y2miyim2y3B. my2 m1y3m2yimimi m2c. d.

4、y3 y2 yiy2y3yi.小明做 探究碰撞中的不变量”实验的装置如图i所示，悬挂在 。点的单摆由长为l的细线和直径为d的 小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球 B发生对心碰撞，碰后小球 A继续摆动，小 球B做平抛运动.01020(i)小明用游标卡尺测小球 A直径如图2所示，则d=mm.又测得了小球 A质量m1，细线长度l, 碰撞前小球A拉起的角度”和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移 x、竖直下落高度h.为完成实验，还 需要测量的物理量有： .(2)若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆，其周期 (选填小于、等于“或大于“)粘合前单 摆的周期(摆角小于 5) .某同学利用电火花

5、打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图(a)所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔， 向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了 因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.弹射架 滑块1 滑块2 弹射架地,导轨标尺图16.8 cm20.0 chl*图(1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把电火花打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时

6、器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；先,然后,让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图(b)所示；测得滑块1的质量为310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.完善实验步骤的内容.(2)已知打点计时器每隔 0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为 kg m/s； 两滑块相互作用以后系统的总动量为 kg -m/s(保留三位有效数字).(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是 纸带和限位孔之间的摩擦力使滑块的速度减小.两位同学用如图甲所示装置，通过半径相同

7、的A,B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图甲(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.入射球 A每次必须从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mA,被碰撞小球B的质量为mB ,图甲中。点是小球抛出点在水平地面上 的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将小球B放置在轨道末端，让入射球 A从斜轨上起始位置由静止释放，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 OM和ON。当所测物理量满足表达 式

8、时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。(3)另一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，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球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中所示位置,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和球B相撞后的撞击点分别为 M和N。测得B与N ,P,M 各点的高度差分别为工、h2、h3若所测物理量满足表达式 时，则说明球 A和球B碰撞中动量守恒。(1)实验中必须

9、要求的条件是 A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差B.斜槽轨道末端的切线必须水平C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放(2)图中。点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上 S位置静止释放,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 m2静置于水平轨道的末端，再将入射球mi从斜轨上S位置静止释放，与小球 m2相碰，并重复多次。本实验还需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质量mi、m2B.测量抛出点距地面的高度HC.分别找到 mi、m2相碰后平均落地点的位置 M、ND.测量平抛

10、射程 OM、ON(3)为了验证碰撞前后动量守恒，该同学只需验证表达式： 成立，即表示碰撞中动量守恒。.用如图甲所示的装置验证动量守恒定律甲Z.为了减小实验误差，下列做法正确的是 ;A.两球的质量和半径都一样大.多次将A球从不同的高度释放C.保证斜槽末端的切线水平D,减小斜槽对小球 A的摩擦图乙是B球的落点痕迹，刻度尺的“0刻线与。点重合，可以测出碰撞后 B球的水平射程为本次实验必须进行测量的是 。A .水平槽上未放 B球时，A球的落点位置到 。点的水平距离B . A球与B球碰撞后，A球和B球的落点位置到 O点的水平距离A球与B球下落的时间A球和B球的质量(或两球质量之比)8.某同学用如图甲所示

11、装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：定位卡水平均直P定位卡水平均直P甲(i )将斜槽固定在水平桌面上，调整末端切线水平；(ii )将白纸固定在水平地面上，白纸上面放上复写纸；(值)用重锤线确定斜槽末端在水平地面上的投影点。；Q;(iv)让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录小球的落地点，重复多次，确定落点的中心位置Q;A、(v)将小球B放在斜槽末端，让小球 AA、B两小球落点的中心位置 P、R;(vi)用刻度尺测量 P、Q、R距。点的距离xi、x2、x3；(vii)用天平测量小球 A、B质量mi、m2；(啦)分析数据，验证等式 miX2=mixi+m2X3是否成立，从而验证动量守恒定律。 请回

12、答下列问题(1)步骤(v )与步骤(iv )中定位卡的位置应 (2)步骤(而)用天平测得A的质量为17.0g。测量小球B的质量时将小球 B放在天平的一盘，一盘放上一个5 g祛码，游码如图乙位置时天平平衡;(3)如图丙是步骤(vi)的示意图。该同学为完成步骤(施)设计了下列表格，并进行了部分填写，请将其补充完整。物理量碰前碰后m/gmi = 17.0m1= 17.0m2=_CDx/cmx2= 50.35x1 =x3= 74.75mx/g cmm1x2= 855.95m1x1 +m2x3=_.如图，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部分碰撞前后的动量关系:(1)实验中，

13、直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，我们可以通过 相同，间接地用水平 位移来代替小球碰撞前后时的速度；(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先将入射球mi多次从斜轨上 S位置由静止释放，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 m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球mi从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复；实验中必要且正确步骤是 ;(填选项前的符号) TOC o 1-5 h z A.测量抛出点距地面的高度HB.测量小球mi开始释放高度h,每次实验时必须将 mi由同一高度位置无初速释放C.用天平测量两个小球的质量mi、m2D.找到mi

14、、m2相碰后平均落地点的位置分别为N、ME.测量平抛射程XOP、xOM、xON(3)若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;(4)若Xop :Xom :Xon 3:2:4,则mi： m2=,两小球相碰过程中动能 (填 是、不是) 守恒的。.某同学用如图甲所示的装置验证碰撞中动量守恒.一根长为L的轻质细线一端拴住质量为mA的小钢球A,细线的另一端固定在悬点 O,在最低点的前后放置一光电门，光电门下的水平面上放一质量为mB的金属物块B,物块的上表面中央固定一轻质的遮光片.现将小球向右拉至细线水平后静止释放，小球在最低点与物块碰撞后反弹上升，测出小球反弹上升时细线的最大偏

15、角为9,光电门记录的时间为 t,已知重力加速度为g.则(i)用50分度的游标卡尺测遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片的宽度d=mm；(2)小球与物块的质量大小关系为mA mB (选填“或=mb)相碰后，小球 a、b的落地点依次是图中水平面上的 点和点.3)某同学在做实验时，测量了过程中的各个物理量，利用上述数据验证碰撞中的动量守恒，那么判断的依据是看 和 在误差允许范围内是否相等。.国庆同学在做 探究碰撞中的不变量”实验中，所用装置如图甲所示，已知槽口末端在白纸上的投影位 置为。点。回答以下问题：0X 尸(1)实验室的老师为国庆同学准备了一些实验仪器，本实验中需要的是 。A.秒表 B.天平 C.

16、刻度尺 D.打点计时器(2)为了完成本实验，下列必须具备的实验条件或操作步骤是 。A.斜槽轨道末端的切线必须水平B.入射球和被碰球大小必须相同C.入射球和被碰球的质量必须相等D.必须测出桌面离地的高度 H(3)国庆同学在实验中正确操作，认真测量，得出的落点情况如图乙所示，则入射小球质量和被碰小球质量 之比为。(4)若两球间的碰撞是弹性碰撞，入射小球质量 mi,被碰小球质量 m2,应该有等式 成立。(用图 甲中标注的字母符号表示).小明做验证动量守恒定律实验的装置如图甲所示，悬挂在。点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成，小球 A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球

17、 A继续向前摆动,小球B做平抛运动。图甲图乙小明用游标卡尺测小球 A直径如图乙所示，则 d=mm。又测得了小球 A质量mi,细线长度1, 碰撞前小球A拉起的角度“和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移 x、竖直下落高度h。为完成实验，还 需要测量的物理量有：;(2)如果满足等式 (用实验测得的物理量符号表示)，我们就认为在碰撞中系统的动量是守 恒的。.用如图甲所示装置验证动量守恒定律A、B两球半径相同，A球质量为mi, B球质量为m2,轨道包括斜槽和水平槽，固定在桌面上，白纸铺在水平地面上，复写纸在白纸上.先让A球从斜槽上某一固定位置C由静止滚下，从轨道末端水平抛出，落到复写纸上，重复上述操作10

18、次，在白纸上得到10个落点痕迹；再把B球放在水平轨道末端，让 A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留 下各自的落点痕迹，重复操作10次.M、P、N为三个落点的平均位置，。点是水平槽末端在白纸上的竖直投影点，如图乙所示.图甲图乙(1)除了图甲中实验器材外，完成本实验还必须使用的测量仪器是 .(2)在下列实验操作中，符合要求的是 (选填序号).A.入射小球与被碰小球必须大小相同、质量相等B.每次必须从同一高度由静止释放入射小球C.安装轨道时，必须让水平槽末端水平D.实验过程中，只要保持复写纸在白纸上位置不变，可以移动白纸(3)测量了 A、B两个小球的质量 m1、m2,记录的落点

19、平均位置 M、N、P和轨道末端投影点 。几乎在同 一条直线上，并测量出三个落点M、N、P与。点距离分别是Lm、Ln、Lp.在实验误差允许范围内，若关系式 成立(用测得的物理量符号表示)，则验证了动量守恒定律.某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律”的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复 10次；再把同样大小的 b球放在斜槽轨道末端水平段的 最右端静止放置，让 a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。力1 IO ABC(1)本实验必须测量的物理量有 ; TOC o 1-5 h z A .斜槽轨

20、道末端到水平地面的高度HB.小球a、b的质量 ma、mbC.小球a、b的半径rD.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tE.记录纸上。点到各落地区域中心点 A、B、C的距离OA、OB、OCF. a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h(2)根据实验要求， ma mb (填 失于、小于”或 等于)；(3)放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？ (填 是或 否”)；如果不是同时落地，对实验 结果有没有影响？ (填 宥”或 先”)(不必作分析)；(4)按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是 。(用“(1) ”中所给 的有关字母表示)16.如图所示，斜槽末端水平，小球m1从斜槽某一高

21、度由静止滚下，落到水平面上的P点。今在槽口末端放一与m1半径相同的球 m2,仍让球m1从斜槽同一高度滚下，并与球m2正碰后使两球落地，球 m1和m2的落地点分别是 M、No已知槽口末端在白纸上的投影位置为。点。则：o * 户 *(1)两小球质量的关系应满足 ;A . m1 = m2 B. m1 m2 C. m1 m2(2)实验必须满足的条件 ;A.轨道末端的切线必须是水平的B.斜槽轨道必须光滑C.入射球m1每次必须从同一高度滚下D.入射球m1和被碰球 m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度(3)实验中必须测量的是A .两小球的质量 mi和m2B.两小球的半径 门和r2C.桌面离地的高度H D.小球

22、起始高度E.从两球相碰到两球落地的时间E.从两球相碰到两球落地的时间F.小球mi单独飞出的水平距离G.两小球mi和mG.两小球mi和m2相碰后飞出的水平距离(4)若两小球质量之比为mi ： m2 = 3：2,两球落点情况如下图所示，则碰撞前后有帆惊：CttlT3.5O-41.50 -45.00m1v1m1v1v2B. 一一 一m2mlm2C.mivimivim2v2D . m1vlm2v217.两位同学分别用如图所示两种装置，通过半径相同的17.两位同学分别用如图所示两种装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来做动量守恒定律实验。施的圄乙施的圄乙(1)甲同学装置(1)甲同学装置ABC段平整光滑，

23、其中 AB段是曲面,BC段是水平面，C端固定一重垂线。 。是C的投影点，OC=H,在轨道上固定一挡板 D,从贴紧挡板D处由静止释放小球 A,小球A落在M点，用刻度尺测得M点与。点的距离为21。在C的末端放置小球B,现仍从D处静止释放小球A,小球A与小球B发生正碰，小球 B落在N点，小球A落在P点，测得OP为I,若已知小球 A与B的质量之比mA： mB=3: 1。根据实验步骤和上述已知数据，可得ON长度为(填守恒”或不守恒”)，可以得出两球的碰撞是碰撞。(填 弹性”或非弹性”)(2)乙同学改装如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时，首先将

24、木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A(填守恒”或不守恒”)，可以得出两球的碰撞是碰撞。(填 弹性”或非弹性”)(2)乙同学改装如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球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中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点为；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和球B相撞后的撞击点分别为 和。测得B与N、P、M各点的高度差分别为 hi、h2、h3。若所测物理量满足表达式 时，则说

25、明球 A和球B碰撞中动量守恒。打点升时器纸巾小木耳.某实验小组利用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒。图中 A、B是两个相同的小车。打点升时器纸巾小木耳（1）实验前，先平衡摩擦力，只将小车A放在长木板上，并与纸带相连，将长木板装有打点计时器的一端适当垫高，打点计时器接通电源，给小车A一个初速度，如果纸带上打出的点 ,则表明已平衡摩擦力。（2）将小车B放在长木板上并在小车 B上放上适当的祛码，接通打点计时器的电源，给小车 A 一个初速度, 小车A与小车B发生碰撞并粘在一起向前运动，打出的纸带如图所示，纸带上的点为连续打出的点，测出纸带上两段连续 5个间隔的长度si、S2.由图可知，纸带的 （填 ”或 右”）端与打点计时器相连，若打点计时器连接的交流电频率为f,小车A与小车B相碰前的速度为 vi=,碰撞后两车的共同速度为 V2=,若测得小车 A （包括 橡皮泥）质量为 mA,小车B和小车B上祛码的总质量为 mB,若表达式 成立，则A、B两车碰撞过 程动量守恒。（3）如果打点计时器连接交流电的频率实际小于f,则对实验结果 （填 有”或 无”）影响。尸尸2rppi+Ti*I* cCs，3c a 尸尸2rppi+T