物理大一轮复习题组层级快练第六单元动量守恒定律作业9

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精题组层级快练（二十九)实验题1。用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒定律时,必须注意的事项是（)A．A到达最低点时，两球的球心连线可以不水平B．A到达最低点时，两球的球心连线要水平C．多次测量减小误差时，A球必须从同一高度下落D．多次测量减小误差时，A球必须从不同高度下落答案BC解析要保证一维对心碰撞，必须在碰撞时球心在同一高度；多次测量求平均值，必须保证过程的重复性，A球必须从同一高度下落．2．某同学设计了一个用打点计时器验证碰撞中的动量守恒的实验：在小车A的前端黏有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并黏合成一体,继续做匀速运动，他设计的装置如图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片．则(）A．长木板垫着小木片是为了平衡摩擦，保证小车碰撞前后做匀速运动B．实验过程中应先接通电源，再让小车A运动C．计算碰撞前后小车的速度时,在纸带上任选对应过程的一段即可D．此碰撞中A、B两小车这一系统的机械能守恒答案AB解析用小木片将长木板一端垫起的目的是平衡摩擦力．打点计时器的使用原则是先接通电源,再让小车运动．碰撞中两小车这一系统的机械能不守恒．3。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,探究物体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)需要验算的表达式如何表示？________________________________________________。答案(1）刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平(2）两物体的质量m1、m2，水平射程x1、x2(3）m1x1＝m2x2解析本实验是在“探究物体间发生相互作用时的不变量”时，为了确定物体速度的方法进行的迁移．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t＝eq\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x＝vt，知两物体水平速度之比等于它们的射程之比．即v1∶v2＝x1∶x2;所以本实验中只需测量x1、x2即可，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m1x1＝m2x2或者m1x12＝m2x22或者eq\f(x1,m1)＝eq\f(x2,m2)是否成立，还需用天平测量两球质量m1、m2.4．用半径相同的两个小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意图如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接．实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．再把B球静置于水平槽前边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹．记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O点的距离：OM＝2.68cm，OP＝8。62cm，ON＝11。50cm，并知A、B两球的质量比为2∶1,则未放B球时A球落地点是记录纸上的________点，系统碰撞前总动量p与碰撞后动量p′的百分误差eq\f（|p－p′｜,p）＝________％(结果保留一位有效数字）．答案P2解析M、N分别是碰后两球的落地点的位置,P是碰前A球的落地点的位置，碰前系统的总动量可等效表示为p＝mA·OP，碰后总动量可等效表示为p′＝mA·OM＋mB·ON，则其百分误差eq\f(｜p－p′|,p)＝eq\f（｜mA·OP－（mA·OM＋mB·ON）|，mA·OP）＝2%.5.用如图所示的装置进行以下实验：A．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μ,查出当地的重力加速度gB．用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧压缩，滑块B紧靠在桌边C．剪断细线,测出滑块B做平抛运动落地点到重垂线的水平距离x1和滑块A沿桌面滑行的距离x2(1)为探究碰撞中的不变量，写出还需测量的物理量及表示它们的字母：________．（2）若mv为不变量,需验证的关系式为________．答案(1）桌面离水平地面的高度h（2）Meq\r（2μgx2)－mx1eq\r（\f（g，2h)）＝0解析（1)要找出碰撞中的不变量，应测出两滑块质量及各自的速度,取向右方向为正,剪断细线后,A向右做匀减速运动，初速度v′A＝eq\r（2ax2)＝eq\r（2μgx2），B向左做平抛运动，设桌面高度为h，则h＝eq\f(1,2)gt2,－x1＝v′Bt,得v′B＝－x1eq\r(\f（g,2h)）。故要求出v′B，还应测出h。(2)若mv为不变量，碰前MvA＋mvB＝0,碰后Mv′A＋mv′B＝0，故MvA＋mvB＝Mv′A＋mv′B，即Meq\r（2μgx2)－mx1eq\r（\f（g，2h))＝0.6．为了验证动量守恒定律,某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验:步骤1：在A、B的相撞面分别装上橡皮泥，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；步骤2:安装好实验装置如图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽,右端是长直水平槽．倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放,同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图所示．（1）由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置________．①在P5、P6之间 ②在P6处③在P6、P7之间(2）为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是________．①A、B两个滑块的质量m1和m2②滑块A释放时距桌面的高度③频闪照相的周期④照片尺寸和实际尺寸的比例⑤照片上测得的s45、s56和s67、s78⑥照片上测得的s34、s45、s56和s67、s78、s89⑦滑块与桌面间的动摩擦因数写出验证动量守恒的表达式_____________________________________________________．答案（1)②（2）①⑥m1(s45＋2s56－s34)＝(m1＋m2)(2s67＋s78－s89）解析（1）由图可知s12＝3.00cm，s23＝2.80cm，s34＝2。60cm，s45＝2.40cm,s56＝2.20cm，s67＝1.60cm，s78＝1.40cm，s（2)为了探究A、B相撞前后动量是否守恒，就要得到碰撞前后的动量，所以要测量A、B两个滑块的质量m1、m2和碰撞前后的速度．设照相机拍摄时间间隔为T，则P4处的速度为v4＝eq\f（s34＋s45，2T），P5处的速度为v5＝eq\f（s45＋s56，2T），因为v5＝eq\f（v4＋v6，2),所以A、B碰撞前A在P6处的速度为v6＝eq\f（s45＋2s56＋s34，2T)；同理可得碰撞后AB在P6处的速度为v′6＝eq\f(2s67＋s78－s89，2T)。若动量守恒则有m1v6＝(m1＋m2）v′6,整理，得m1（s45＋2s56－s34）＝（m1＋m2)（2s67＋s78－s89)．因此需要测量或读取的物理量是①⑥。7．某同学利用两个半径相同的小球和斜槽探究碰撞中的不变量,主要步骤如下：①用天平测出两小球的质量m1＝32。6g，m2＝20。9g,记下斜槽末端在水平面上的投影O②不放置被碰小球m2,让入射小球m1从某位置由静止释放，记下m1的落点P.③把被碰小球m2放置于斜槽末端，如图所示，让小球m1从同一位置由静止释放，记下小球m1、m2的落地位置M、N。④把被碰小球m2的左面粘上一块胶布，然后重复步骤③.⑤测量各自的水平射程，记录在下表中．OPOMON不粘胶布时56。012。5cm67.8cm粘胶布时56.020.4cm55。3cm关于碰撞中的不变量,该同学有如下猜想A．v1＝v1′＋v2′B．m1v1＝m1v1′＋m2v2′C。eq\f（1，2）m1v12＝eq\f（1,2）m1v′12＋eq\f（1，2）m2v′22其中v1指不放m2时入射小球m1做平抛运动时的初速度，v1′、v2′指放置被碰小球m2后，m1、m2做平抛运动的初速度．由实验数据分析计算,判断哪一种猜想正确．解析小球做平抛运动的水平位移x＝vt；在本题中小球从同一位置即斜槽末端离开斜槽做平抛运动,落点在同一水平面上,故各球做平抛运动的时间相同，各小球离开斜槽末端时的速度可用水平位移来表示，即v1＝v1′＋v2′等价于OP＝OM＋ON；m1v1＝m1v1′＋m2v2′等价于m1OP＝m1OM＋m2ON；eq\f（1,2)m1v12＝eq\f（1,2）m1v′12＋eq\f（1，2）m2′2v2等价于eq\f(1，2）m1（OP）2＝eq\f(1，2)m1（OM）2＋eq\f（1，2)m2(ON)2。（1)不粘胶布时，OP＝0.560m，OM＋ON＝粘胶布时，OP＝0.560m，OM＋ON＝所以猜想A不正确．(2）不粘胶布时，m1OP＝0.0183kg·m1OM＋m2ON＝0.0182kg·粘胶布时，m1OP＝0。0183kg·m1OM＋m2ON＝0.0182kg·以上两种情况都可以认为m1OP＝m1OM＋m2ON，所以猜想B项正确．(3）不粘胶布时，