高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第6章 碰撞 動(dòng)量守恒定律 實(shí)驗(yàn)7 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練

1、實(shí)驗(yàn)7 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律高效演練跟蹤檢測(cè)1某同學(xué)用如圖所示的裝置通過半徑相同的a、b兩球(mamb)的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律對(duì)入射小球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)影響的說法中正確的是()a釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小b釋放點(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差越小，兩球速度的測(cè)量越準(zhǔn)確c釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動(dòng)量之差越小，誤差越小d釋放點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱螅壍缹?duì)被碰小球的阻力越小解析：選c.入射小球的釋放點(diǎn)越高，入射小球碰前速度越大，相碰時(shí)內(nèi)力越大，阻力的影響相對(duì)減小，可以較好地滿足動(dòng)量守恒的條件，也有利于

2、減小測(cè)量水平位移時(shí)的相對(duì)誤差，從而使實(shí)驗(yàn)的誤差減小，選項(xiàng)c正確2在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射球a的質(zhì)量為m1，被碰球b的質(zhì)量為m2，兩小球的半徑均為r，各小球的落地點(diǎn)如圖所示，下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法正確的是()a入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相等的小球b要驗(yàn)證的表達(dá)式是m1·onm1·omm2·opc要驗(yàn)證的表達(dá)式是m1·opm1·omm2·ond要驗(yàn)證的表達(dá)式是m1(op2r)m1(om2r)m2·on解析：選c.在此裝置中，應(yīng)使入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量，防止反彈或靜止，故選項(xiàng)a錯(cuò)；兩球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)都具有

3、相同的起點(diǎn)，故應(yīng)驗(yàn)證的關(guān)系式為m1·opm1·omm2·on，選項(xiàng)c對(duì)，b、d錯(cuò)3某同學(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次其中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(乙)所示，其中米尺水平放置，且平行于g、r、o所在的平面

4、，米尺的零點(diǎn)與o點(diǎn)對(duì)齊(1)碰撞后b球的水平射程應(yīng)取為_cm.(2)在以下選項(xiàng)中，本次實(shí)驗(yàn)不需要進(jìn)行的測(cè)量是_a水平槽上未放b球時(shí)，測(cè)量a球落點(diǎn)位置到o點(diǎn)的距離ba球與b球碰撞后，測(cè)量a球落點(diǎn)位置到o點(diǎn)的距離c則量a球或b球的直徑d測(cè)量a球與b球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)e測(cè)量g點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度解析：(1)用最小的圓將所有點(diǎn)圈在里面，圓心位置即為落點(diǎn)平均位置，找準(zhǔn)平均位置，讀數(shù)時(shí)應(yīng)在刻度尺的最小刻度后面再估讀一位讀數(shù)為64.7 cm.(2)以平拋時(shí)間為時(shí)間單位，則平拋的水平距離在數(shù)值上等于平拋初速度設(shè)a未碰b時(shí)a球的水平位移為xa，a、b相碰后a、b兩球的水平位移分別為xa、xb，a、b質(zhì)

5、量分別為ma、mb，則碰前a的動(dòng)量可寫成p1maxa，碰后a、b的總動(dòng)量為p2maxambxb，要驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒，即驗(yàn)證p1與p2兩動(dòng)量是否相等所以該實(shí)驗(yàn)應(yīng)測(cè)量的物理量有ma、mb、xa、xa、xb.故選項(xiàng)c、e不需測(cè)量答案：(1)64.7(64.065.0均對(duì))(2)ce4. 如圖為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置 (1)下列說法中符合本實(shí)驗(yàn)要求的是_a入射球比靶球質(zhì)量大或者小均可，但二者的直徑必須相同b在同一組實(shí)驗(yàn)的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放c安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平d需要使用的測(cè)量?jī)x器有天平、刻度尺和秒表(2)實(shí)驗(yàn)中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為o點(diǎn)，經(jīng)多次

6、釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點(diǎn)位置為m、p、n，并測(cè)得它們到o點(diǎn)的距離分別為om、op和on.已知入射球的質(zhì)量為m1，靶球的質(zhì)量為m2，如果測(cè)得m1·omm2·on近似等于_，則認(rèn)為成功驗(yàn)證了碰撞中的動(dòng)量守恒解析：(1)入射球應(yīng)比靶球質(zhì)量大，a錯(cuò)；本題用小球水平位移代替速度，所以不用求出具體時(shí)間，所以不需要秒表，d錯(cuò)(2)若動(dòng)量守恒，碰撞后兩球的總動(dòng)量應(yīng)該等于不放靶球而讓入射球單獨(dú)下落時(shí)的動(dòng)量，入射球單獨(dú)下落時(shí)的動(dòng)量可用m1·op表示答案：(1)bc(2)m1·op5氣墊導(dǎo)軌上有a、b兩個(gè)滑塊，開始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧

7、，滑塊間用繩子連接(如圖甲所示)，繩子燒斷后，兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)，圖乙為它們運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片，頻閃的頻率為10 hz，由圖可知：(1)a、b離開彈簧后，應(yīng)該做_運(yùn)動(dòng)，已知滑塊a、b的質(zhì)量分別為200 g、300 g，根據(jù)照片記錄的信息，從圖中可以看出閃光照片有明顯與事實(shí)不相符合的地方是_.(2)若不計(jì)此失誤，分開后，a的動(dòng)量大小為_kg·m/s，b的動(dòng)量的大小為_kg·m/s.本實(shí)驗(yàn)中得出“在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒”這一結(jié)論的依據(jù)是_解析：(1)a、b離開彈簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在離開彈簧前a、b均做加速運(yùn)動(dòng)，a、b

8、兩滑塊的第一個(gè)間隔都應(yīng)該比后面勻速時(shí)相鄰間隔的長(zhǎng)度小(2)周期t0.1 s，v，由題圖知a、b勻速時(shí)速度分別為va0.09 m/s，vb0.06 m/s，分開后a、b的動(dòng)量大小均為p0.018 kg·m/s，方向相反，滿足動(dòng)量守恒，系統(tǒng)的總動(dòng)量為0.答案：(1)勻速直線a、b兩滑塊的第一個(gè)間隔(2)0.0180.018a、b兩滑塊作用前后總動(dòng)量不變，均為06某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：在小車a的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車a使之做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后與原來靜止在前方的小車b相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)他設(shè)計(jì)的裝置如圖甲所示在小車a后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)

9、器所用電源頻率為50 hz，長(zhǎng)木板下墊著薄木片以平衡摩擦力(1)若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖上)a為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，則應(yīng)選_段來計(jì)算a碰前的速度應(yīng)選_段來計(jì)算a和b碰后的共同速度(以上兩空選填“ab”或“bc”或“cd”或“de”)(2)已測(cè)得小車a的質(zhì)量m10.4 kg，小車b的質(zhì)量為m20.2 kg，則碰前兩小車的總動(dòng)量為_kg·m/s，碰后兩小車的總動(dòng)量為_kg·m/s.解析：(1)從分析紙帶上打點(diǎn)的情況看，bc段既表示小車做勻速運(yùn)動(dòng)，又表示小車有較大速度，因此bc段能較準(zhǔn)確地描述小車a在碰撞前的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)選用bc段計(jì)算小車a碰前的速度從cd

10、段打點(diǎn)的情況看，小車的運(yùn)動(dòng)情況還沒穩(wěn)定，而在de段內(nèi)小車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，故應(yīng)選用de段計(jì)算a和b碰后的共同速度(2)小車a在碰撞前速度v0 m/s1.050 m/s小車a在碰撞前的動(dòng)量p0m1v00.4×1.050 kg·m/s0.420 kg·m/s碰撞后a、b的共同速度v m/s0.695 m/s碰撞后a、b的總動(dòng)量p(m1m2)v(0.20.4)×0.695 kg·m/s0.417 kg·m/s答案：(1)bcde(2)0.4200.4177為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(探究碰撞中的不變量)，某同學(xué)選取了兩個(gè)材質(zhì)相同，體積不等的立方體滑塊a和

11、b，按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：步驟1：在a、b的相撞面分別裝上尼龍拉扣，以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體；步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖，鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽，右端是長(zhǎng)直水平槽，傾斜槽和水平槽由一小段弧連接，軌道槽被固定在水平桌面上，在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當(dāng)遠(yuǎn)處裝一臺(tái)數(shù)碼頻閃照相機(jī)；步驟3：讓滑塊b靜置于水平槽的某處，滑塊a從斜槽某處由靜止釋放，同時(shí)開始頻閃拍攝，直到a、b停止運(yùn)動(dòng)，得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片；步驟4：多次重復(fù)步驟3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出來，將刻度尺緊靠照片放置，如圖所示(1)由圖分析可知，滑塊a與滑塊b碰撞發(fā)生的位置_在p5、p6之間在p6處在p6、p7

12、之間(2)為了探究碰撞中動(dòng)量是否守恒，需要直接測(cè)量或讀取的物理量是_a、b兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1和m2滑塊a釋放時(shí)距桌面的高度頻閃照相的周期照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例照片上測(cè)得的s45、s56和s67、s78照片上測(cè)得的s34、s45、s56和s67、s78、s89滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)寫出驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式_(3)請(qǐng)你寫出一條有利于提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理的建議：_.解析：(1)由圖可得s123.00 cm，s232.80 cm，s342.60 cm，s452.40 cm，s562.20 cm，s671.60 cm，s781.40 cm，s891.20 cm.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知a

13、、b相撞的位置在p6處(2)為了探究a、b相撞前后動(dòng)量是否守恒，就要得到碰撞前后的動(dòng)量，所以要測(cè)量a、b兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1、m2和碰撞前后的速度設(shè)照相機(jī)拍攝時(shí)間間隔為t，則p4處的速度為v4，p5處的速度為v5，因?yàn)関5，所以a、b碰撞前在p6處的速度為v6；同理可得碰撞后ab在p6處的速度為v6.若動(dòng)量守恒則有m1v6(m1m2)v6，整理得m1(s452s56s34)(m1m2)(2s67s78s89)因此需要測(cè)量或讀取的物理量是.(3)若碰撞前后都做勻速運(yùn)動(dòng)則可提高實(shí)驗(yàn)的精確度答案：(1)(2)；m1(s452s56s34)(m1m2)(2s67s78s89)(3)將軌道的一端墊起少許，平衡摩擦力，使得滑塊碰撞前后都做