高考物理一輪復(fù)習(xí)專題練習(xí)動量實驗題專練,有答案

1、 高考物理一輪復(fù)習(xí)專題練習(xí)動量實驗題專練，有答案.利用圖（a）所示的裝置驗證動量守恒定律.在圖（ a）中，氣墊導(dǎo)軌上有 A、B兩個 滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器（圖中未畫出）的紙帶相連；滑塊 B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過光電門的時間.紙帶 遮光片光電門氣型導(dǎo)軌 圖實驗測得滑塊 A質(zhì)量m=0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m=0.108kg，遮光片的寬度d=1.00cm;打點計時器所用的交流電的頻率為f=50Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊 A一向右的初速度，使它與 B相碰；碰后，光電計時器顯示的時間為tB

2、 = 3.500ms ,碰撞,前后打出的紙帶如圖（b）所示.(E )若實驗允許的相對誤差絕對值（碰撞前后總動量之差碰前總動量100% ）最大為5,本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律？寫出運算過程.小明做“探究碰撞中的不變量”實驗的裝置如圖1所示，懸掛在 O點的單擺由長為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)生對心碰撞，碰后小球 A繼續(xù)擺動，小球 B做平拋運動.（1）小明用游標(biāo)卡尺測小球 A直徑如圖2所示，則d=mm又測得了小球 A質(zhì) 量m,細(xì)線長度l ,碰撞前小球 A拉起的角度a和碰撞后小球 B做平拋運動的水平位 移x、豎直下落高度h.為完成實驗

3、，還需要測量的物理量有： .（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。）.3.碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為 e Jv2 v1,其中V10和V20分別是碰撞前兩物體的速度， V20 v10vi和v2分別是碰撞后物體的速度。彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=1,非彈性碰撞的emB, B B 兩點在同一水平線上。(1)若采用圖甲所示的裝置，實驗中還必須測量的物理量是(2)若采用圖乙所示的裝置，下列說法正確的是 A.必需測量 B Q BN BP和BM的距離B.必需測量 B N B P和B M的距離mAmAmB.B P、BMB N_mA_mAmBC.

4、D.,則表明此碰撞動量守恒若若,則表明此碰撞動量守恒5.某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗證動量守恒定律.主要實驗步驟如下: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O ；讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄小球的落地點，重復(fù)多次，確定落點的中心位置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, 重復(fù)多次，確定 A B兩小球落點的中心位置 P、R;用刻度尺測量P、Q、R距。點的距離x1、x2、x3； 用天平測量小球 AB質(zhì)量mi、m2；分析數(shù)據(jù)，驗證等式 m1X2 m)x1 m2%是否成

5、立，從而驗證動量守恒定律.請回答下列問題：(1)步驟與步驟中定位卡的位置應(yīng) ；(2)步驟與步驟中重復(fù)多次的目的是 ；(3)為了使小球 A與B碰后運動方向不變， A、B質(zhì)量大小關(guān)系為 m1 m2 (選填“”、“ ”或“”)；(4)如圖乙是步驟的示意圖，則步驟中小球落點距。點的距離為m . (1)利用氣墊導(dǎo)軌通過閃光照相進(jìn)行“探究碰撞中的不變量”這一實驗.實驗要求研究兩滑塊碰撞時動能損失很小和很大等各種情況，若要求碰撞時動能損失最大應(yīng)選下圖中的 (填“甲”或“乙”)、若要求碰撞動能損失最小則應(yīng)選下圖中的 .(填“甲”或“乙”)(甲圖兩滑塊分別裝有彈性圈，乙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥)(2)某次實

6、驗時碰撞前 B滑塊靜止，A滑塊勻速向B滑塊運動并發(fā)生碰撞，利用閃光 照相的方法連續(xù) 4次拍攝得到的閃光照片如圖所示.已知相鄰兩次閃光的時間間隔為T,在這4次閃光的過程中， A B兩滑塊均在080 cm范圍內(nèi)，且第1次閃光時，滑塊 A恰好位于x=10 cm處.若A B兩滑塊的碰撞時間及 閃光持續(xù)的時間極短，均可忽略不計，則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的 時刻，A B兩滑塊質(zhì)量比 mA ： mB .某同學(xué)用圖所示的“碰撞實驗裝置” 研究直徑相同的兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。在實驗中小球速度不易測量，可通過僅測量 解決這一問題。A.小球做平拋運動的時間 B.小球做平拋運動的水平距離C.小

7、球做平拋運動的初始高度D.小球釋放時的高度圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，R為水平槽末端。利用鉛垂線在記錄紙上確定R的投影點Q實驗時先使A球從斜槽上G處由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上， 留下痕跡；此后，再把 B球放在R處，將A球再從G處由靜止釋放，與B球碰撞后在記 錄紙上分別留下 A、B兩球落點痕跡。由測量可知，碰撞前A球做平拋運動的水平距離為小;碰撞后，A、B兩球做平拋運動的水平距離分別為xi、X2。用天平稱量 A、B兩球的質(zhì)量分別為mA、mB。若兩球相碰前后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為 (用題目給 出的物理量符號表不)。.某實驗小組利用如圖 1所示的實驗裝置驗證動量守恒定律.實驗

8、的主要步驟如下：(1)用游標(biāo)卡尺測量小球A、B的直徑d,其示數(shù)均如圖2所示，則直徑d=mm用天平測得球 A B的質(zhì)量分別為 m、m2.(2)用兩條細(xì)線分別將球 A、B懸掛于同一水平高度，且自然下垂時兩球恰好相切，球 心位于同一水平線上.(3)將球A向左拉起使其懸線與豎直方向的夾角為 a時由靜止釋放，與球 B碰撞后， 測得球A向左擺到最高點時其懸線與豎直方向的夾角為 0 1,球B向右擺到最高點時其 懸線與豎直方向的夾角為 0 2.(4)若兩球碰撞前后的動量守恒，則其表達(dá)式為 ;若碰撞是彈性 碰撞，則還應(yīng)滿足的表達(dá)式為 .(用測量的物理量表示).某同學(xué)準(zhǔn)備利用如圖所示的裝置探究勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈

9、簧T的彈性勢能與其壓縮量之間的關(guān)系.圖中B為一固定在桌面、帶有刻度的平直光滑導(dǎo)軌，小盒C用輕繩懸掛于O點，彈簧T左端固定，用小球 A沿導(dǎo)軌B向左擠壓彈簧，釋放后球 A彈出，射入 一較重的小盒 C中與小盒C一起向右擺動，擺動的最大角度可以被準(zhǔn)確測出.球A射入盒C后兩者的重心重合，重心距懸點O的距離為L.試問：(1)欲完成此探究實驗，該同學(xué)在實驗過程中除了要測量最大擺角 的距離L外，還需要測量哪些物理量？寫出這些物理量及其字母代號.和重心距懸點O(2)通過上述的物理量可求出彈簧T將球A彈出時釋放的彈性勢能EP.寫出其計算表達(dá)式(無需書寫推導(dǎo)過程).(3)下面是本實驗中的幾個步驟：按實驗裝置安裝好器

10、材；用刻度尺測定 C的 重心到懸點O的距離L; 反復(fù)調(diào)節(jié)盒C的位置，使其運動軌跡平面與光滑軌道在釋放A球，讓它射入盒同一平面內(nèi)，且盒 C靜掛，開口正對導(dǎo)軌末端， A、C兩者重心同高； 用球A壓縮彈 簧，使其重心處于軌道的某一刻度線上，記錄此時的讀數(shù);C中，一起與C擺動到最大高度； 記錄最大擺角；處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論.在上述 步驟中還缺少哪些主要步驟？請你寫出來.(4)該實驗除了要保證光滑導(dǎo)軌水平、小球A能正射入小盒 C并與C一起運動以外,還應(yīng)注意些什么？.某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”實驗.先將小球1從斜槽軌道上某固定點由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù) 10次；

11、再把另一 小球2放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止，讓小球1仍從原固定點由靜止開始滾下，且與小球2相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù) 10次.A B、C為三個 落點的平均位置，O點是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點.實驗中空氣阻力的影 響很小，可以忽略不計.(1)在本實驗中斜槽軌道 (填選項前的字母)A.必須光滑B .可以不光滑(2)實驗中應(yīng)該選擇兩個合適的小球進(jìn)行實驗兩個小球的半徑 (填“相同”或“不同”)應(yīng)該選擇下列哪組小球 (填選項前的字母)A.兩個鋼球B . 一個鋼球、一個玻璃球C .兩個玻璃球(3)斜槽末端沒有放置被碰小球 2時，將小球1從固定點由靜止釋放.若僅降低斜槽

12、上固定點的位置，那么小球的落地點到O點的距離將 (填“改變”或“不變”)，若僅增大小球1的質(zhì)量，小球仍以相同的速度從斜槽末端飛出，那么小球的落地點到O點的距離將 填(“改變”或“不變” ).(4)在安裝實驗裝置的過程中，使斜槽軌道末端的切線水平，小球碰撞前與碰撞后的速度就可以用小球飛出的水平距離來表示，其原因的是 A.小球都是從同一高度飛出，水平位移等于小球飛出時的速度B.小球都是從同一高度飛出，水平位移與小球飛出時的速度成正比C.小球在空中的運動都是勻變速曲線運動，而且運動的加速度都相同(5)本實驗必須測量的物理量是 A.斜槽軌道末端到水平地面的高度HB.小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2C.小

13、球1的釋放位置到斜槽軌道末端的高度hD.記錄紙上 O點至ij A、B C各點的距離 OA、OB、OC(6)斜槽末端沒有放置被碰小球 2時，小球1的落點為B點，放置被碰小球 2后，小 球2的落點為C點.假設(shè)兩小球發(fā)生的是彈性碰撞， 試論證：當(dāng)小球1碰后的速度方向 未改變時，C點必在B點的前方. 參考答案按定義，物體運動的瞬時速度大小v為：v式中As為物塊在很短時間 母內(nèi)走過的路程，設(shè)紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為AtA，則一 1及a 0.02s ftA可視為很短；設(shè)在 A碰撞前后瞬時速度大小分別為V0 V1,將式和圖給實驗數(shù)據(jù)代入式可得：vo=2.00m/s Vi=0.970m/s 設(shè)B在碰撞后

14、的速度大小為V2,由式有代入題所給的數(shù)據(jù)可得：V2=2.86m/s設(shè)兩滑塊在碰撞前后的動量分別為P和P,則P=mV0 P =R2Vi + n2V2兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為聯(lián)立式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得：r 1.7 %5%因此，本實驗在允許的誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律.考點：驗證動量守恒定律.2. 14.40; 小球B質(zhì)量m2,碰后小球A擺動的最大角； 大于；游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)；根據(jù)球A擺動過程中機(jī)械能守恒來分析球A的速度，根據(jù)平拋運動規(guī)律來分析球B的速度，從而確定要測量的物理量；兩球粘在一起后球的重心發(fā)生變化，據(jù)此判斷擺長的變化，從而判斷周期的變化；20(1

15、)球的直徑為 d=14mm+1 x 8mm=14.40mm12根據(jù)機(jī)械能寸恒te律可得碰撞刖瞬間球A的速度(m1gl(1 cos ) m1V1 ),碰撞后仍可根據(jù)機(jī)械能守恒定律計算小球 A的速度，所以需要小球 A碰后擺動的最大角；小球B碰撞后做平拋運動，根據(jù)根據(jù)平拋運動規(guī)律可得小球B的速度，要求 B的動量所以需要測量小球B的質(zhì)量m2 ；故根據(jù)單擺周期T 2(2)黏在一起后，球的重心發(fā)生變化，如圖所示，擺長發(fā)生變化,可得周期變大.3 .在實驗的第一步中小球 1落點小球1與小球2碰后小球1落點小球2落點小球從槽口 C飛出后做平拋運動的時間相同，假設(shè)為 t,則有OP v10tOM v1tON v2t

16、小球2碰撞前靜止，即v20V2 V1ON OMe V10 V20OP 0和ON;(4) 0.3723 (0.3721 0.3724 )為使入射球到達(dá)斜槽末端時的速度相等，應(yīng)從同一位置由靜止釋放入射球，即步驟與步驟中定位卡的位置應(yīng)保持不變；(2)步驟與步驟中重復(fù)多次的目的是減小實驗誤差；(3)為了使小球 A與B碰后運動方向不變，A、B質(zhì)量大小關(guān)系為 m1m2；(4)由圖示刻度尺可知，其分度值為 1mm步驟中小球落點距 O點的距離為OQ 37.23cm 0.3723m .乙甲 2.5 T 2:3(1)若要求碰撞時動能損失最大，則需兩物體碰撞后結(jié)合在一起，故應(yīng)選圖中的乙；若要求碰撞動能損失最小則應(yīng)使

17、兩物體發(fā)生完全彈性碰撞，即選圖中的甲；(2)由圖可知，第1次閃光時，滑塊 A恰好位于x=10cm處；第二次 A在x=30cm處；第三次 A在x=50cm處；碰撞在x=60cm處，從第三次閃光到碰撞的時間為-,則可知碰撞發(fā)生在第 1次閃光后的2.5T2時刻；若設(shè)碰前A的速度為v,則碰后A的速度為-Y , B的速度為v,根據(jù)動量守恒定律可mA 2mB 32得： mAvmA v mB v,解得：2B；?鑿?= ?+ ?；(1)因為平拋運動的速度等于射程與落地時間的比值，而當(dāng)高度一定時，落地時間一定，所以可以測量射程代替速度，故選B;(2)要驗證動量守恒定律定律，即驗證：？?= ?3?+ ?3?小球離

18、開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，上式兩邊同時乘以t得，?=?r?r+ ?若兩球相碰前后的動量守恒，得：?= ?+ ?22.0m1 sin m2sin m1 sin m!cosmhsin 1mb1 cos 2222(1)直徑 d=2.2cm+0.1 x 0=2.20cm=22.0 mm(2)設(shè)懸線長度為L,則A球到達(dá)最低點時的速度：V J2gL(1 cos );碰后A球的速度：M，2gL(1 cos 1)；碰后B球的速度：v2 J2gL(1 cos 2);若兩球碰撞前后的動量守恒，則其表達(dá)式為mv=m2V2-m1V1,即m1 2gL(1 cos ) m2. 2g

19、L(1 cos 2) m1 2gL(1 cos 1)；即m1、(1 cos )mb (1 cos 2) m1 (1 cos 1)化簡后可得 m1 sin m2sin m1 sin 1 TOC o 1-5 h z 2221c 1 c 1c碰撞是彈性碰撞，則還應(yīng)滿足的表達(dá)式為一m1vm2V2 m1V1 ,222一1 1 1即：m1 72gL(1cos )m22gL(1cos 2)- m J2gL(1cos 1),222即： mcos a = mcos 0 1 m(1 cos 0 2)點睛：此題關(guān)鍵是要搞清實驗的原理，注意碰撞前后的速度方向；知道彈性碰撞所滿足的 能量關(guān)系即可列式.2(M m) gL

20、 1 cos Ep 工(1)小球A的質(zhì)量m重盒C的質(zhì)量M彈簧的壓縮量 X (2)(3)缺少的主要實驗步驟有：用天平稱出小球質(zhì)量和重盒的質(zhì)量； 用球A接觸彈簧但不壓縮，記錄其重心位置，讀取導(dǎo)軌上相應(yīng)的讀數(shù);改變彈簧壓縮量，重復(fù)實驗若干次(4)要注意每次實驗時，彈簧壓縮量不要過大，以保證繩總處于繃直狀態(tài)，同時擺角不大于90；每次實驗時，彈簧的壓縮量也不宜過小，否則壓縮量 L及擺角 的測量相對誤差大，軌道摩擦損耗不可忽略.(1)彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為球和盒子的重力勢能，要測量重力勢能的增加量，要測量小球A的質(zhì)量m重盒C的質(zhì)量M要研究彈性勢能和壓縮量的關(guān)系，要測量彈簧的壓縮量X;還需測量：小球 A的質(zhì)量

21、m重盒C的質(zhì)量 M彈簧的壓縮量 X;(2)彈性勢能的減小量等于小球的動能的增加量，故 E 0 1mv2； p 2碰撞過程動量守恒，故 mv M m v12繼續(xù)擺動過程機(jī)械能寸恒，故：M mv M m gL 1 cos2(M m) gL 1 cos 聯(lián)立解得e 13；pm(3)缺少的主要實驗步驟有：用天平稱出小球質(zhì)量和重盒的質(zhì)量；用球A接觸彈簧但不壓縮，記錄其重心位置，讀取導(dǎo)軌上相應(yīng)的讀數(shù)；改變彈簧壓縮量，重復(fù)實驗若干次.(4)要注意每次實驗時，彈簧壓縮量不要過大，以保證繩總處于繃直狀態(tài)，同時擺角不大于90；每次實驗時，彈簧的壓縮量也不宜過小，否則壓縮量L及擺角 的測量相對誤 差大，軌道摩擦損耗不可忽略.B 相同 B 改變 不變 B BD 見解析1小球離開軌道后做平拋運動，只要保證入射