2020年高考回歸復(fù)習(xí)—力學(xué)實(shí)驗(yàn)之驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 含答案

1、高考回歸復(fù)習(xí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)之驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過僅測(cè)量_（選填選項(xiàng)前的符號(hào)），間接地解決這個(gè)問題。A小球開始釋放高度B利用秒表精確測(cè)量小球從拋出點(diǎn)到落地的時(shí)間C小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓球1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程OP。然后，把被碰小球2靜置于軌道的水平部分末端，再將入射球1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球相碰，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是_（

2、填選項(xiàng)前的符號(hào)）。A用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量、B測(cè)量球1開始釋放高度C測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度D分別找到球1、球相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、NE測(cè)量平拋射程OM、ON(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為_（用(2)中測(cè)量的量表示）若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為_（用(2)中測(cè)量的量表示）。2國(guó)慶同學(xué)在做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖甲所示，已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點(diǎn)。回答以下問題：(1)為了完成本實(shí)驗(yàn)，下列必須具備的實(shí)驗(yàn)條件或操作步驟是_；A斜槽軌道末端的切線必須水平 B入射球和被碰球半徑必須相同C入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等 D必須測(cè)出桌面離地的高度H

3、E.斜槽軌道必須光滑(2)國(guó)慶同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中正確操作，認(rèn)真測(cè)量，得出的落點(diǎn)情況如圖乙所示，則入射小球質(zhì)量和被碰小球質(zhì)量之比為_；(3)為了完成本實(shí)驗(yàn)，測(cè)得入射小球質(zhì)量m1，被碰小球質(zhì)量m2，O點(diǎn)到M、P、N三點(diǎn)的距離分別為y1、y2、y3，若兩球間的碰撞是彈性碰撞，應(yīng)該有等式_成立。A B C D 3小明做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1所示，懸掛在O點(diǎn)的單擺由長(zhǎng)為l的細(xì)線和直徑為d的小球A組成，小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后小球A繼續(xù)擺動(dòng)，小球B做平拋運(yùn)動(dòng)（1）小明用游標(biāo)卡尺測(cè)小球A直徑如圖2所示，則d=_mm又測(cè)得了小球A質(zhì)量m1，細(xì)線長(zhǎng)度l，碰撞前小球

4、A拉起的角度和碰撞后小球B做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x、豎直下落高度h為完成實(shí)驗(yàn)，還需要測(cè)量的物理量有：_（2）若A、B兩球碰后粘在一起形成新單擺，其周期_（選填“小于”、“等于”或“大于”）粘合前單擺的周期（擺角小于5）4某同學(xué)利用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)氣墊導(dǎo)軌裝置如圖(a)所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌

5、水平；向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；把電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；先_，然后_，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；取下紙帶，重復(fù)步驟，選出理想的紙帶如圖(b)所示；測(cè)得滑塊1的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.完善實(shí)驗(yàn)步驟的內(nèi)容(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量為_kgm/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為_kgm/s(保留三位有效

6、數(shù)字)(3)試說明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_紙帶和限位孔之間的摩擦力使滑塊的速度減小 5兩位同學(xué)用如圖甲所示裝置，通過半徑相同的A,B兩球的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。(1)實(shí)驗(yàn)中必須滿足的條件是_。A斜槽軌道盡量光滑以減小誤差B斜槽軌道末端的切線必須水平C入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下D兩球的質(zhì)量必須相等(2)測(cè)量所得入射球的質(zhì)量為，被碰撞小球的質(zhì)量為，圖甲中點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在水平地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球從斜軌上的起始位置由靜止釋放，找到其平均落點(diǎn)的位置，測(cè)得平拋射程為;再將小球B放置在軌道末端，讓入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，與小球相撞，分別找到球和球相撞后

7、的平均落點(diǎn),測(cè)得平拋射程分別為和。當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式_時(shí)，則說明兩球的碰撞為彈性碰撞。 (3)另一同學(xué)也用上述兩球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但將實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改裝:如圖乙所示，將白紙、復(fù)寫紙固定在豎直放置的木條上，用來記錄實(shí)驗(yàn)中球球與木條的撞擊點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸，讓入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，撞擊點(diǎn)為;然后將木條平移到圖中所示位置，入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，確定其撞擊點(diǎn);再將入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，與球相撞，確定球和球相撞后的撞擊點(diǎn)分別為和。測(cè)得與各點(diǎn)的高度差分別為若所測(cè)物理量滿足表達(dá)式_時(shí)，則說明球和球碰撞中動(dòng)量守恒。6如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)

8、量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。（1）實(shí)驗(yàn)中必須要求的條件是_。A斜槽軌道盡量光滑以減少誤差B斜槽軌道末端的切線必須水平C入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等，且大小相同D入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放（2）圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程OP，然后把被碰小球靜置于水平軌道的末端，再將入射球從斜軌上S位置靜止釋放，與小球相碰，并重復(fù)多次。本實(shí)驗(yàn)還需要完成的必要步驟是_（填選項(xiàng)前的符號(hào)）。A用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量、B測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HC分別找到、相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、ND測(cè)量平拋射程OM、ON（

9、3）為了驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒，該同學(xué)只需驗(yàn)證表達(dá)式：_成立，即表示碰撞中動(dòng)量守恒。7用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是_；A兩球的質(zhì)量和半徑都一樣大B多次將A球從不同的高度釋放C保證斜槽末端的切線水平D減小斜槽對(duì)小球A的摩擦圖乙是B球的落點(diǎn)痕跡，刻度尺的“0”刻線與O點(diǎn)重合，可以測(cè)出碰撞后B球的水平射程為_cm；本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行測(cè)量的是_。A水平槽上未放B球時(shí)，A球的落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的水平距離BA球與B球碰撞后，A球和B球的落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的水平距離CA球與B球下落的時(shí)間DA球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）8某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下

10、：()將斜槽固定在水平桌面上，調(diào)整末端切線水平；()將白紙固定在水平地面上，白紙上面放上復(fù)寫紙；()用重錘線確定斜槽末端在水平地面上的投影點(diǎn)O；()讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄小球的落地點(diǎn)，重復(fù)多次，確定落點(diǎn)的中心位置Q；()將小球B放在斜槽末端，讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄兩小球的落地點(diǎn)，重復(fù)多次，確定A、B兩小球落點(diǎn)的中心位置P、R；()用刻度尺測(cè)量P、Q、R距O點(diǎn)的距離x1、x2、x3；()用天平測(cè)量小球A、B質(zhì)量m1、m2；()分析數(shù)據(jù)，驗(yàn)證等式m1x2=m1x1+m2x3是否成立，從而驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。請(qǐng)回答下列問題(1) 步驟()與步驟()中定位卡的位置應(yīng)_；(2)步驟

11、()用天平測(cè)得A的質(zhì)量為17.0 g。測(cè)量小球B的質(zhì)量時(shí)將小球B放在天平的_盤，_盤放上一個(gè)5 g砝碼，游碼如圖乙位置時(shí)天平平衡；(3)如圖丙是步驟()的示意圖。該同學(xué)為完成步驟()設(shè)計(jì)了下列表格，并進(jìn)行了部分填寫，請(qǐng)將其補(bǔ)充完整_。物理量碰前碰后m/gm117.0m117.0m2x/cmx250.35x1x374.75mx/gcmm1x2855.95m1x1+m2x3=9如圖，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系：(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，我們可以通過_相同，間接地用水平位移來代替小球碰撞前后時(shí)的速度；(2)圖中

12、O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程OP。然后，把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)；實(shí)驗(yàn)中必要且正確步驟是_；（填選項(xiàng)前的符號(hào)）A測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HB測(cè)量小球m1開始釋放高度h，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)必須將m1由同一高度位置無初速釋放C用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2D找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置分別為N、ME.測(cè)量平拋射程、(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為_用(2)中測(cè)量的量表示；(4)若，則m1：m2=_，兩小球

13、相碰過程中動(dòng)能_ （填“是”、“不是”）守恒的。10某同學(xué)用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線一端拴住質(zhì)量為mA的小鋼球A，細(xì)線的另一端固定在懸點(diǎn)O，在最低點(diǎn)的前后放置一光電門，光電門下的水平面上放一質(zhì)量為mB的金屬物塊B，物塊的上表面中央固定一輕質(zhì)的遮光片現(xiàn)將小球向右拉至細(xì)線水平后靜止釋放，小球在最低點(diǎn)與物塊碰撞后反彈上升，測(cè)出小球反彈上升時(shí)細(xì)線的最大偏角為，光電門記錄的時(shí)間為t，已知重力加速度為g則（1）用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)遮光片的寬度如圖乙所示，則遮光片的寬度d=_mm；（2）小球與物塊的質(zhì)量大小關(guān)系為mA_mB（選填“”“=”或“mb）相碰后，小球a、b的落地點(diǎn)依

14、次是圖中水平面上的_點(diǎn)和_點(diǎn)（3）某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)量了過程中的各個(gè)物理量，利用上述數(shù)據(jù)驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，那么判斷的依據(jù)是看_和_在誤差允許范圍內(nèi)是否相等。12國(guó)慶同學(xué)在做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖甲所示，已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點(diǎn)?；卮鹨韵聠栴}：(1)實(shí)驗(yàn)室的老師為國(guó)慶同學(xué)準(zhǔn)備了一些實(shí)驗(yàn)儀器，本實(shí)驗(yàn)中需要的是_。A秒表 B天平 C刻度尺 D打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)為了完成本實(shí)驗(yàn)，下列必須具備的實(shí)驗(yàn)條件或操作步驟是_。A斜槽軌道末端的切線必須水平 B入射球和被碰球大小必須相同C入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等 D必須測(cè)出桌面離地的高度H(3)國(guó)慶同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中正確操作，認(rèn)真測(cè)

15、量，得出的落點(diǎn)情況如圖乙所示，則入射小球質(zhì)量和被碰小球質(zhì)量之比為_。(4)若兩球間的碰撞是彈性碰撞，入射小球質(zhì)量m1，被碰小球質(zhì)量m2，應(yīng)該有等式_成立。（用圖甲中標(biāo)注的字母符號(hào)表示）13小明做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)的裝置如圖甲所示，懸掛在O點(diǎn)的單擺由長(zhǎng)為l的細(xì)線和直徑為d的小球A組成，小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后小球A繼續(xù)向前擺動(dòng)，小球B做平拋運(yùn)動(dòng)。(1)小明用游標(biāo)卡尺測(cè)小球A直徑如圖乙所示，則d=_mm。又測(cè)得了小球A質(zhì)量m1，細(xì)線長(zhǎng)度l，碰撞前小球A拉起的角度和碰撞后小球B做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x、豎直下落高度h。為完成實(shí)驗(yàn)，還需要測(cè)量的物理量有：_；(2)

16、如果滿足等式_（用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物理量符號(hào)表示），我們就認(rèn)為在碰撞中系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的。14用如圖甲所示裝置驗(yàn)證“動(dòng)量守恒定律”A、B兩球半徑相同，A球質(zhì)量為m1，B球質(zhì)量為m2，軌道包括斜槽和水平槽，固定在桌面上，白紙鋪在水平地面上，復(fù)寫紙?jiān)诎准埳舷茸孉球從斜槽上某一固定位置C由靜止?jié)L下，從軌道末端水平拋出，落到復(fù)寫紙上，重復(fù)上述操作10次，在白紙上得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡；再把B球放在水平軌道末端，讓A球仍從位置C由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)操作10次M、P、N為三個(gè)落點(diǎn)的平均位置，O點(diǎn)是水平槽末端在白紙上的豎直投影點(diǎn)，如圖乙所示（1）除了圖甲中實(shí)驗(yàn)器材外，完成

17、本實(shí)驗(yàn)還必須使用的測(cè)量?jī)x器是_（2）在下列實(shí)驗(yàn)操作中，符合要求的是_（選填序號(hào)）A入射小球與被碰小球必須大小相同、質(zhì)量相等B每次必須從同一高度由靜止釋放入射小球C安裝軌道時(shí)，必須讓水平槽末端水平D實(shí)驗(yàn)過程中，只要保持復(fù)寫紙?jiān)诎准埳衔恢貌蛔儯梢砸苿?dòng)白紙（3）測(cè)量了A、B兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2，記錄的落點(diǎn)平均位置M、N、P和軌道末端投影點(diǎn)O幾乎在同一條直線上，并測(cè)量出三個(gè)落點(diǎn)M、N、P與O點(diǎn)距離分別是LM、LN、LP在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若關(guān)系式_成立（用測(cè)得的物理量符號(hào)表示），則驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律15某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始

18、滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次。 （1）本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有_； A斜槽軌道末端到水平地面的高度HB小球a、b的質(zhì)量ma、mbC小球a、b的半徑rD小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間tE記錄紙上O點(diǎn)到各落地區(qū)域中心點(diǎn)A、B、C的距離OA、OB、OCFa球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h （2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，ma_mb（填“大于”、“小于”或“等于”）； （3）放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時(shí)落地？_（填“是”或“否”）；如果不是同時(shí)落地，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有影響？_（填“有”或“無”）（不必作分析）； （4）按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是_。（用“（1）”中所給的有關(guān)字母表示）16如圖所示，斜槽末端水平，小球m1從斜槽某一高度由靜止?jié)L下，落到水平面上的P點(diǎn)。今在槽口末端放一與m1半徑相同的球m2，仍讓球m1從斜槽同一高度滾下，并與球m2正碰后使兩球落地，球m1和m2的落地點(diǎn)分別是M、N。已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點(diǎn)。則：（1）兩小