高中物理 第一章 碰撞與動(dòng)量守恒 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律分層訓(xùn)練 粵教版選修35

1、6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3

2、3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 1圖 1 是“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置讓質(zhì)量為m1的小球從斜面上某處自由滾下，與靜止在支柱上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生對心碰撞，則 圖 1 圖 2 (1)兩小球的質(zhì)量關(guān)系必須滿足_ am1m2 bm1m2 cm1m2 d沒有限制 (2)實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是_ a軌道末端的切線必須是水平的 b斜槽軌道必須是光滑的 c入射小球m1每次都必須從同一高度由靜止釋放 d入射小球m1和被碰小

3、球m2的球心在碰撞的瞬間可以不在同一高度上 (3)若采用圖 1 裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測量工具中必需的是_ a直尺 b游標(biāo)卡尺 c天平 d彈簧秤 e秒表 (4)在實(shí)驗(yàn)裝置中，若用游標(biāo)卡尺測得小球的直徑如圖 2，則讀數(shù)為_cm. 解析：(1)在“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中，為防止被碰球碰后反彈，入射球的質(zhì)量必須(遠(yuǎn))大于被碰球的質(zhì)量，因此 b 正確，a、c、d 錯(cuò)誤故選 b. (2)要保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，則軌道的末端必須水平，故 a 正確； “驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，是通過平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，只要離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，對斜槽是否光滑沒有要求，故 b 錯(cuò)誤；要保

4、證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故 c 正確；要保證碰撞后都做平拋運(yùn)動(dòng)，兩球要發(fā)生正碰，碰撞的瞬間， 入射球與被碰球的球心應(yīng)在同一水平高度， 兩球心的連線應(yīng)與軌道末端的切線平行，因此兩球半徑應(yīng)該相同，故 d 錯(cuò)誤故選 ac. (3)小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，m1v1m1v1m2v2，兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t，則有：m1v1tm1v1tm2v2t， m1opm1omm2(on2r)，則實(shí)驗(yàn)需要測出：小球的質(zhì)量、小球的水平位置、小球的半徑，故需要用到的儀器有：天平，直尺和游標(biāo)卡尺；故選，abc. 6 e d b c 3 1 9 1

5、 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7

6、 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 (4)游標(biāo)卡尺是 20 分度的卡尺，其精確度為 0.05 mm，則圖示讀數(shù)為：13 mm110.05 mm13.55 mm1.355 cm. 答案：(1)b (2)ac (3)abc (4)1.355 2 氣墊導(dǎo)軌是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成“氣墊”， 使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒有摩擦 現(xiàn)用帶豎直擋板c和d的氣墊導(dǎo)軌和滑塊a和b驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，有以下實(shí)驗(yàn)步驟： a松開手的同時(shí)，記錄滑塊a、b運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作

7、，當(dāng)a、b滑塊分別碰撞c、d擋板時(shí)計(jì)時(shí)器結(jié)束計(jì)時(shí)，記下a、b分別到達(dá)c、d的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2. b在a、b間水平放入一個(gè)輕彈簧，用手壓住a、b使彈簧壓縮，放置在氣墊導(dǎo)軌上，并讓它靜止在某個(gè)位置 c給導(dǎo)軌送氣，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平 d用刻度尺測出a的左端至c板的距離l1；b的右端至d板的距離l2. (1)實(shí)驗(yàn)步驟的順序是_ (2)實(shí)驗(yàn)中還需要測量的物理量是_ (3)利用上述測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是_ 解析：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，正確的實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)先安裝調(diào)節(jié)儀器，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故應(yīng)為 cbda； (2、3)滑塊在氣墊導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)a、b運(yùn)行的距離和時(shí)間可

8、以求出分開時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，得mavambvb，又val1t1、vbl2t2，則mal1t1mbl2t2.知還需要測量a、b的質(zhì)量ma、mb，所需的器材是天平 答案：(1)cbda (2)a、b的質(zhì)量ma、mb (3)mal1t1mbl2t2 3某同學(xué)用如圖(a)所示的裝置通過半徑相同的a、b兩球的碰撞來探究碰撞中的守恒量，圖中pq是斜槽，qr為水平槽，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使a球從斜槽上某一固定位置g由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作 10 次，得到 10 個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方， 讓a球仍從位置g由靜止開始滾下， 和b球碰撞后，a、b球

9、分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作 10 次，圖(a)中o點(diǎn)是水平槽末端r在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，b球落點(diǎn)痕跡如圖(b)，其中米尺水平放置，且平行于g、r、o所在的平面，米尺的零點(diǎn)與o點(diǎn)對齊 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d

10、b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 圖(a) 圖(b) (1)除了圖中器材外，實(shí)驗(yàn)室還備有下列器材，完成本實(shí)驗(yàn)還需要用到的器材有_(填選項(xiàng)號(hào)) a秒表 b天平 c毫米刻度尺 d打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(及電源和紙帶) e圓規(guī) f彈簧測力計(jì) g游標(biāo)卡尺 (2)從圖(b)可以測出碰

11、撞后b球的水平射程應(yīng)取為_cm. (3)在以下選項(xiàng)中，_是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測量(填選項(xiàng)號(hào)) a水平槽上未放b球時(shí)，測量a球落點(diǎn)位置到o點(diǎn)的距離 ba球與b球碰撞后，測量a球落點(diǎn)位置到o點(diǎn)的距離 c測量a球或b球的直徑 d測量a球和b球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比) e測量g點(diǎn)相對于水平槽面的高度 解析：(1)利用天平測量小球質(zhì)量，利用刻度尺測量落點(diǎn)距離，利用圓規(guī)找到圓心 (2)距離為o點(diǎn)到落點(diǎn)圓心間的距離 (3)abd 答案：(1)bce (2)64.7(填 64.2 cm65.2 cm 之間均可) (3)abd 4用圖示實(shí)驗(yàn)裝置探究“碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)，除了圖示裝置中的實(shí)驗(yàn)儀器外，下列儀器中還

12、需要的是( ) a秒表 b天平 c刻度尺 d直流電源 e交流電源 若實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶如圖所示，已知a、b車的質(zhì)量分別為ma、mb，則該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式是_(用圖中物理量和已給出的已知量表示) 解析：該實(shí)驗(yàn)需要測量小車的質(zhì)量，故需要天平；需要測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距，故需要刻度6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1

13、 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 尺； 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有計(jì)時(shí)功能， 無需秒表； 而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電源是交流電源， 無需直流電源，故選 bce；小車a碰前做勻速運(yùn)動(dòng)，打在紙帶上的點(diǎn)間距是均勻的，故求

14、碰前小車a的速度應(yīng)選bc段，碰后兩車一起做勻速運(yùn)動(dòng)，打出的點(diǎn)也是間距均勻的，故選de段來計(jì)算碰后速度，在誤差允許的范圍內(nèi)，需要驗(yàn)證的表達(dá)式是mava()mambvab，即maxbc()mambxde. 答案：bce maxbc()mambxde 5如圖甲所示，在“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，讓質(zhì)量為m1的小球從斜槽軌道上某處自由滾下，與靜止在軌道末端的質(zhì)量為m2的小球發(fā)生對心碰撞， 圖甲 圖乙 (1)下列操作正確的是( ) a斜槽軌道必須是光滑的 b軌道末端必須水平 c入射小球m1每次必須從同一高度由靜止釋放 d實(shí)驗(yàn)中必須測量桌面離地面的高度 (2)實(shí)驗(yàn)中，入射小球m115 g，原來靜止的

15、被碰小球m210 g，由實(shí)驗(yàn)測得它們在碰撞前后的xt圖象如圖乙所示，由圖可知，入射小球碰撞前的動(dòng)量是_kgm/s ，入射小球碰撞后的動(dòng)量是_kgm/s, 被碰小球碰撞后的動(dòng)量是_kgm/s，由此得出結(jié)論：碰撞中_的矢量和是守恒的量 . 解析：(1)此實(shí)驗(yàn)中斜槽軌道不一定必須是光滑的只要到達(dá)底端的速度相等即可，選項(xiàng) a 錯(cuò)誤；軌道末端必須水平，以保證兩球做平拋運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) b 正確；入射小球m1每次必須從同一高度由靜止釋放，以保證到達(dá)底端的速度相同，選項(xiàng) c 正確；實(shí)驗(yàn)中用平拋的水平射程代替水平速度，故沒必要測量桌面離地面的高度，選項(xiàng) d 錯(cuò)誤；故選 bc. (2)由圖象可知，碰前入射小球的速度：

16、 v1s1t120 m0.2 s100 m/s， 碰后入射球的速度： v1s1t130200.2 m/s50 m/s 被碰球碰后的速度： v2s2t235200.2 m/s75 m/s， 入射球碰前的動(dòng)量：p1m1v11.5 kgm/s， 入射小球碰撞后的動(dòng)量：p1m1v10.75 kgm/s， 被碰小球碰撞后的動(dòng)量：p2m2 v20.75 kgm/s， 碰后系統(tǒng)的總動(dòng)量：pm1v1m2v21.5 kgm/s， 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4