動(dòng)量沖量精講精練驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律典型練習(xí)題含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精1．某同學(xué)利用以下列圖的裝置考據(jù)動(dòng)量守恒定律．圖中兩擺擺長相同，懸掛于同一高度，A、B兩擺球均很小，質(zhì)量之比為1∶2。當(dāng)兩擺球均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其側(cè)面恰巧接觸．向右上方拉動(dòng)B球使其擺線挺直并與豎直方向成45°角，爾后將其由靜止釋放．結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起搖動(dòng),且最大擺角為30°。若本實(shí)驗(yàn)贊同的最大誤差為±4％,此實(shí)驗(yàn)可否成功地考據(jù)了動(dòng)量守恒定律？解析：設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,擺長為l,B球的初始高度為h1,碰撞前B球的速度為vB.在不考慮擺線質(zhì)量的情況下，依照題意及機(jī)械能守恒定律得h1＝l（1－cos45°）①錯(cuò)誤!mBv錯(cuò)誤!＝mBgh1②設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動(dòng)量的大小分別為p1、p2。有p1＝mBvB③聯(lián)立得:p1＝mB錯(cuò)誤!。同理可得：p2＝(mA＋mB)錯(cuò)誤!。則有：錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!.代入已知條件得：錯(cuò)誤!2＝1。03由此可以推犯錯(cuò)誤!≤4％因此，此實(shí)驗(yàn)在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)考據(jù)了動(dòng)量守恒定律．學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精答案：見解析2．氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器．它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．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來考據(jù)動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置以下列圖(彈簧的長度忽略不計(jì)），采用的實(shí)驗(yàn)步驟以下：a．用天均分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB.b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平狀態(tài)．c．在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧,用電動(dòng)卡鎖鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上．d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1。e．按下電鈕松開卡鎖,同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(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.(1）實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測量的物理量是________．（2)利用上述測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，考據(jù)動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是__________________．（3）利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出被壓縮彈簧的彈性勢能大小的表學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精達(dá)式為__________________．解析：（1)A、B所組成的系統(tǒng)初動(dòng)量為零，A、B兩滑塊分開后動(dòng)量應(yīng)大小相等，方向相反，這就需要求兩滑塊的速度，其中滑L1塊A的速度為t1，要求滑塊B的速度，還應(yīng)測量B右端到D的距L2離L2，這樣滑塊B的速度即可用表達(dá)式t2來表示．（2）A、B開始時(shí)靜止，松開卡鎖后兩者均做勻速直線運(yùn)動(dòng),總動(dòng)量為零,A、B運(yùn)動(dòng)后動(dòng)量大小相等,方向相反，即mA錯(cuò)誤!＝mB錯(cuò)誤!。（3)彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)變成A、B的動(dòng)能，即1Ep＝錯(cuò)誤!.2答案：（1)B右端到D的距離L22)mA錯(cuò)誤!＝mB錯(cuò)誤!3）Ep＝錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精高效演練追蹤檢測1．某同學(xué)用以下列圖的裝置經(jīng)過半徑相同的A、B兩球（mA＞mB)的碰撞來考據(jù)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選項(xiàng)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，水平位移測量的相對(duì)誤差越小,兩球速度的測量越正確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?軌道對(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，也有利于減小測量水平位移時(shí)的相對(duì)誤差，從而使實(shí)驗(yàn)的誤學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精差減小，選項(xiàng)C正確．2．在做“考據(jù)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，各小球的落地址如圖所示,以下關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法正確的選項(xiàng)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．要考據(jù)的表達(dá)式是m1·ON＝m1·OM＋m2·OPC．要考據(jù)的表達(dá)式是m1·OP＝m1·OM＋m2·OND．要考據(jù)的表達(dá)式是m1(OP－2r)＝m1（OM－2r)＋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,防范反彈或靜止,應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò);兩球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)都擁有相同的起點(diǎn)，故應(yīng)試據(jù)的關(guān)系式為m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，選項(xiàng)C對(duì)，B、D錯(cuò)．3．某同學(xué)用如圖(甲）所示裝置經(jīng)過半徑相同的A、B兩球的碰撞來考據(jù)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地址G由靜止開始滾下，落到位于水平川面的記錄紙上，留下印跡．重復(fù)上述操作10次，獲取10個(gè)落點(diǎn)印跡．再把B球放在水平槽上湊近槽尾端的地方,讓A球仍從學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精地址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)印跡．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)印跡如圖（乙）所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與點(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)行的測量是________．A．水平槽上未放B球時(shí),測量A球落點(diǎn)地址到O點(diǎn)的距離B．A球與B球碰撞后，測量A球落點(diǎn)地址到O點(diǎn)的距離C．測量A球或B球的直徑D．測量A球與B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比）E．測量G點(diǎn)相關(guān)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,圓心地址即為落點(diǎn)平均地址，找準(zhǔn)平均地址，讀數(shù)時(shí)應(yīng)在刻度尺的最小刻度后邊再估讀一位．讀數(shù)為64.7cm。(2)以平拋時(shí)間為時(shí)間單位,則平拋的水平距離在數(shù)值上等于平學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精拋初速度．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)量分別為mA、mB，則碰前A的動(dòng)量可寫成p1＝mAxA，碰后A、B的總動(dòng)量為p2＝mAxA′＋mBxB′，要考據(jù)動(dòng)量可否守恒，即考據(jù)p1與p2兩動(dòng)量可否相等．所以該實(shí)驗(yàn)應(yīng)測量的物理量有mA、mB、xA、xA′、xB′.應(yīng)選項(xiàng)C、E不需測量．答案：（1)64。7（64。0～65.0均對(duì)）（2)CE4。如圖為“考據(jù)動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置．(1)以下說法中吻合本實(shí)驗(yàn)要求的是________．A．入射球比靶球質(zhì)量大也許小均可，但兩者的直徑必定相同B．在同一組實(shí)驗(yàn)的不相同碰撞中，每次入射球必定從同一高度由靜止釋放C．安裝軌道時(shí)，軌道尾端必定水平．需要使用的測量儀器有天平、刻度尺和秒表(2)實(shí)驗(yàn)中記錄了軌道尾端在記錄紙上的豎直投影為O點(diǎn)，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點(diǎn)地址為M、P、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精N，并測得它們到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,若是測得m1·OM＋m2·ON近似等于________，則認(rèn)為成功考據(jù)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，因此不用求出詳盡時(shí)間，因此不需要秒表,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，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10Hz,由圖可知：1）A、BB的質(zhì)量分別為看出閃光照

走開彈簧后，應(yīng)該做________運(yùn)動(dòng)，已知滑塊A、g、300g，依照照片記錄的信息，從圖中可以片有明顯與事實(shí)不相吻合的地方是學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精________________________________________________________________________________________________.（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)量大小為________kg·m/s.本實(shí)驗(yàn)中得出“在實(shí)驗(yàn)誤差贊同范圍內(nèi)，兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒"這一結(jié)論的依照是_______________________．解析:(1）A、B走開彈簧后因水平方向不再受外力作用，因此均做勻速直線運(yùn)動(dòng),在走開彈簧前A、B均做加速運(yùn)動(dòng),A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔都應(yīng)該比后邊勻速時(shí)相鄰間隔的長度?。?）周期T＝錯(cuò)誤!＝0。1s,v＝錯(cuò)誤!，由題圖知A、B勻速時(shí)速度分別為vA＝0.09m/s,vB＝0。06m/s,分開后A、B的動(dòng)量大小均為p＝0。018kg·m/s,方向相,滿反足動(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)器考據(jù)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)，爾后與原來靜止在前面的小車B相碰并粘合成一體,連續(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)器所用電源頻率為50Hz，長木板下墊著薄木片以平學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精衡摩擦力．(1)若已測得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測得各計(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)已測得小車A的質(zhì)量m1＝0。4kg,小車B的質(zhì)量為m2＝0。2kg，則碰前兩小車的總動(dòng)量為________kg·碰m/s后兩，小車的總動(dòng)量為________kg·m/s。解析：(1）從解析紙帶上打點(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段能較正確地描述小車A在碰撞前的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)采用BC段計(jì)算小車A碰前的速度．從CD段打點(diǎn)的情況看,小車的運(yùn)動(dòng)情況還沒牢固,而在DE段內(nèi)小車運(yùn)動(dòng)牢固，故應(yīng)采用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＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!m/s＝1。050m/s小車A在碰撞前的動(dòng)量學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精p0＝m1v0＝0。4×1。050kg·m/s0。＝420kg·m/s碰撞后A、B的共同速度DE－26.95×10v＝5T＝5×0。02m/s＝0.695m/s碰撞后A、B的總動(dòng)量p＝(m1＋m2）v＝(0.2＋0.4）×0.695kg·m/s＝0。417kg·m/s答案：(1）BCDE(2）0。4200。4177．為了考據(jù)動(dòng)量守恒定律(研究碰撞中的不變量），某同學(xué)采用了兩個(gè)材質(zhì)相同,體積不等的立方體滑塊A和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,以便兩者相撞今后可以立刻結(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)面與軌道等高且合適遠(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)，獲取一幅多次學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精曝光的數(shù)碼照片；步驟4：多次重復(fù)步驟3，獲取多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出來,將刻度尺緊靠照片放置,以下列圖．（1）由圖解析可知,滑塊A與滑塊B碰撞發(fā)生的地址________．①在P5、P6之間②在P6處③在P6、P7之間2)為了研究碰撞中動(dòng)量可否守恒，需要直接測量或讀取的物理量是________．①A、B兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1和m2②滑塊A釋放時(shí)距桌面的高度③頻閃照相的周期④照片尺寸和實(shí)質(zhì)尺寸的比率⑤照片上測得的s45、s56和s67、s78⑥照片上測得的s34、s45、s56和s67、s78、s89⑦滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)寫出考據(jù)動(dòng)量守恒的表達(dá)式________．學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精（3)請(qǐng)你寫出一條有利于提高實(shí)驗(yàn)正確度或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理的建議：。解析:(1）由圖可得s12＝3。00cm,s23＝2。80cm，s34＝2.60cm，s45＝2。40cm，s56＝2.20cm，s67＝1。60cm，s78＝1。40cm,s89＝1。20cm。依照勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知A、B相撞的地址在P6處．(2）為了研究A、B相撞前后動(dòng)量可否守恒，就要獲取碰撞前后的動(dòng)量,因此要測量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＝錯(cuò)誤!,P