2023版新教材高考物理微专题小练习专题42实验：验证动量守恒定律

专题42实验：验证动量守恒定律1.[2022•广东省六校第三次联考]一个物理学习小组利用图甲所示的装置和手机拍摄的连拍功能（相邻两张照片拍摄的时间间隔相同）来验证动量守恒定律．其实验步骤如下：a.用天平测出A、B两个小球的质量%、色（吗〉吗）；b.把坐标纸紧贴在木板上，固定木板和斜槽在同一竖直面上，使斜槽末端保持水平，调整好手机的位置使摄像头正对坐标纸；以让入射小球在斜槽上的P点由静止释放，小球离开斜槽后，启动手机连拍功能进行拍摄，选择小球在空中运动时的相邻两张照片，在坐标纸上记录下小球的位置，如图乙所示；d.更换新的坐标纸，将被碰小球放在斜槽末端，e.两小球离开斜槽后，再次启动手机连拍功能进行拍摄，选择两球同时在空中运动时的相邻两张照片，在坐标纸上记录小球的位置，如图丙所示；根据实验回答以下问题：（1）把实验d补充完整；⑵实验中放在斜槽末端的小球是（选填"A”或"B”）；（3）若小球碰撞过程中动量守恒，则成立的表达式为：（从“mA”“mB”“xo”“y0”“x1”“y1”“x2”“y2”中选择恰当的物理量表示）.2.[2020∙全国卷I]某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等.光也门遮光片A\丹气毡导轨滑块实验步骤如下：(1)开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间 时，可认为气垫导轨水平；(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2；(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间A%、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I=，滑块动量改变量的大小Δp=；(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)⑹某次测量得到的一组数据为：d=1.000cm,m1=1.50×10-2kg,m2=0.400kg,Δtι=3.900×10-2s,Δt2=1.270×10-2s,tι2=1.50s,取g=9.80m∕s2.计算可得I=N∙s,Δp=kg・m・s-1；(结果均保留3位有效数字)⑺定义δ=匕+×100%，本次实验δ=%(保留1位有效数字).3.[2022•江苏省徐州市期中抽测]某同学利用气垫导轨上滑块间的碰撞来验证动量守恒定律,滑块1上安装遮光片,光电计时器可以测出遮光片经过光电门的遮光时间,滑块质量可以通过天平测出,实验装置如图甲所示.(1)游标卡尺测量遮光片宽度如图乙所示，其宽度d=cm.(2)打开气泵,待气流稳定后,将滑块1轻轻从左侧推出,发现其经过光电门1的时间比光电门2的时间短,应该调高气垫导轨的 端(填“左”或“右”),直到通过两个光电门的时间相等,即轨道调节水平.(3)在滑块上安装配套的粘扣.滑块2(未安装遮光片，质量m2=120.3g)静止在导轨上，轻推滑块1(安装遮光片，质量m1=174.5g),使其与滑块2碰撞，记录碰撞前滑块1经过光电门1的时间Δtι,以及碰撞后两滑块经过光电门2的时间Δt2.重复上述操作，多次测量得出多组数据如下表：Δt/ms164.7269.7370.6980.31104.05∆t/sr115.514.314.112.59.6Δt/ms2109.08121.02125.02138.15185.19∆tS129.28.38.07.25.4根据表中数据在方格纸上作出《-《图线.若根据图线得到的斜率kι数值近似等21于k2=.(用m1、m2表示)即可验证动量守恒定律.5川川山川川川WIIlIlIlll910111213141516⑷多次试验，发现kι总大于k2,产生这一误差的原因可能是A.滑块2的质量测量值偏大B.滑块1的质量测量值偏大C滑块2未碰时有向右的初速度D.滑块2未碰时有向左的初速度专题42实验：验证动量守恒定律1.(1)让入射小球从P点由静止开始释放，使两球正碰(2)B⑶mAx0=mAx1+mBx2解析：(1)为了让小球入射速度不变，所以让入射小球从P点由静止开始释放，使两球正碰；(2)实验中放在斜槽末端的小球是被碰小球B.(3)碰撞时应有mAV0=mAVA+mBVB，由平抛运动规律有x=vt,小球从相同高度落下，故时间相等，上式中两边同乘以t，则有mAx0=mAx1+mBX2.(dd)2•⑴相等(5)mιgti2"仄工一ΔtJ(6)0.2210.212(7)4解析：(1)滑块在气垫导轨上运动时可认为阻力为零，当导轨水平放置时滑块匀速运动，遮光片通过两光电门的遮光时间相等．(5)将砝码和砝码盘所受重力作为滑块所受拉力时，由冲量定义可知I=mgt.滑块通过两光电门时的速度大小分别为匕=二、v=-τd-,故此112 AΔt1BΔt2「，一 (dd) 一过程中滑块动量改变量的大小为Δp=m2VB—m2VA=m2[xt—xtJ.(6)将数据代入上述表达21式可得I≈0.221N∙S∖Δp≈0.212kg-m/s.⑺由定义得δ=IIAp×100%=4%.3.(1)2.850⑵左(3)见解析图m+m(4)AC12解析：(1)游标卡尺的读数为28mm+10×0.05mm=28.50mm=2.850cm.(2)滑块经过光电门1的时间比光电门2的时间短，说明滑块做减速运动，是由于气垫导轨左侧低造成的，应将左端调高.(3)作出仄^—六图线如图所示，若满足动量守恒，则有噌=网+"且\丁一整理得1m= 1Δtm+mɪ,k=3At1 2m1+m2⑷若滑块2的质量测量值偏大，则计算值k2偏小，则有kJ.，A正确；若滑块1的质