新教材2025版高中物理課時素養(yǎng)評價4實驗：驗證動量守恒定律教科版選擇性必修第一冊

課時素養(yǎng)評價4試驗：驗證動量守恒定律A組合格性考試練1．在驗證碰撞中的動量守恒的試驗中，關(guān)于入射小球在斜槽軌道上釋放點的凹凸對試驗影響，下列說法正確的是()A．釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B．釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度測量值越精確C．釋放點越高，兩球相碰時，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越小D．釋放點越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱螅е鶎Ρ慌鲂∏虻淖枇υ叫?．(多選)如圖所示為“驗證動量守恒定律”的試驗裝置，下列說法正確的是()A．懸掛兩球的細(xì)繩長度要適當(dāng)，且等長B．兩小球必需都是剛性球，且質(zhì)量相同C．由靜止釋放小球以便較精確地計算小球碰前的速度D．兩小球碰后可以粘在一起共同運(yùn)動3．(多選)某同學(xué)用頻閃照相和氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量，現(xiàn)用天平測出滑塊A、B的質(zhì)量分別為300g和200g，接著安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的調(diào)整旋鈕，使導(dǎo)軌水平．然后向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣，再把A、B兩滑塊放到導(dǎo)軌上，分別給它們初速度，同時起先閃光照相，閃光的時間間隔為Δt＝0.2s．如圖所示是閃光4次拍攝得到的照片，其間A、B兩滑塊均在0～80cm刻度范圍內(nèi)．第一次閃光時，滑塊B恰好通過x＝55cm處，滑塊A恰好通過x＝70cm處，碰撞后滑塊A靜止，B馬上反向．關(guān)于該試驗，下列推斷正確的是()A．兩滑塊的碰撞發(fā)生在第一次閃光后0.1sB．碰撞前A的速度大小是0.5m/sC．碰撞前B的速度大小是1.0m/sD．試驗結(jié)果表明，碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量與速度的乘積之和不變[答題區(qū)]題號123答案4.用如圖甲所示的裝置探究碰撞中的動量守恒，小車P的前端、小車Q的后端均粘有橡皮泥，小車P的后端連接通過打點計時器的紙帶，在長木板右端墊放木塊以平衡摩擦力，推一下小車P，使之運(yùn)動，與靜止的小車Q相碰粘在一起，接著運(yùn)動．(1)試驗獲得的一條紙帶如圖乙所示，依據(jù)點跡的不同特征把紙帶上的點進(jìn)行了區(qū)域劃分，用刻度尺測得B、C、D、E各點到起點A的距離．依據(jù)碰撞前后小車的運(yùn)動狀況，應(yīng)選紙帶上________段來計算小車P的碰撞前速度．(2)測得小車P(含橡皮泥)的質(zhì)量為m1，小車Q(含橡皮泥)的質(zhì)量為m2，假如試驗數(shù)據(jù)滿意關(guān)系式________，則說明小車P、Q組成的系統(tǒng)碰撞前后動量守恒．(3)假如在測量小車P的質(zhì)量時，遺忘粘橡皮泥，則所測系統(tǒng)碰撞前總動量與系統(tǒng)碰撞后總動量相比，將________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)．5．在“探究碰撞中的不變量”試驗中，通過碰撞后做平拋運(yùn)動測量速度的方法來進(jìn)行試驗，試驗裝置如圖甲所示，試驗原理如圖乙所示．(1)試驗室有如下A、B、C三個小球，則入射小球應(yīng)當(dāng)選取________進(jìn)行試驗(填字母代號)；(2)關(guān)于本試驗，下列說法正確的是________(填字母代號)；A．斜槽安裝時末端必需保持水平B．小球每次都必需從斜槽上的同一位置靜止釋放C．必需測量出斜槽末端到水平地面的高度D．試驗中須要用到秒表測量小球空中飛行的時間(3)用刻度尺測量M、P、N距O點的距離依次為x1、x2、x3，通過驗證等式________是否成立，從而驗證動量守恒定律(填字母代號)．A．m2x2＝m2x1＋m1x3B．m1x1＝m2x2＋m3x3C．m1x2＝m1x1＋m2x3D．m2x1＝m2x2＋m1x3B組選擇性考試練6.試驗小組采納如圖所示裝置進(jìn)行了動量守恒試驗驗證．a(chǎn)．在木板表面先后釘上白紙和復(fù)印紙，并將木板豎直立于靠近槽口處，使小球A從斜槽軌道上某固定點C由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；b．將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定，再使小球A從原固定點C由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡P；c．把半徑相同的小球B靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球A仍從原固定點C由靜止釋放，與小球B相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡M和N；d．用刻度尺測量紙上O點到M、P、N三點的距離分別為y1、y2、y3.請你寫出用干脆測量的物理量來驗證兩球碰撞過程中系統(tǒng)的動量守恒的表達(dá)式：__________________．(小球A、B的質(zhì)量分別為m1、m2)課時素養(yǎng)評價4試驗：驗證動量守恒定律1．解析：釋放點越低，入射小球碰前的速度越小，兩球碰后速度也越小，水平位移越小，水平位移測量的相對誤差大；釋放點越高，入射小球碰前的速度越大，兩球相碰時，相互作用的內(nèi)力越大，支柱對被碰小球的阻力不變，阻力的影響相對減小，可以較好地滿意動量守恒的條件，碰后兩球的速度越大，也有利于減小測量水平位移時的相對誤差，從而使試驗的誤差減小，C正確．答案：C2．解析：細(xì)繩長度適當(dāng)，便于操作；兩繩等長，以保證兩球能對心碰撞，A正確；為保證明驗結(jié)論的普適性，兩球質(zhì)地是隨意的，質(zhì)量也需考慮各種狀況，但大小必需相同，以保證兩球發(fā)生正碰，B錯誤；由靜止釋放小球，初動能為零，可由機(jī)械能守恒mgl(1－cosa)＝12mv2答案：ACD3．解析：由于碰撞后滑塊A靜止，由題圖可知，碰撞發(fā)生在x＝60cm處；從碰撞到其次次閃光B運(yùn)動的距離為10cm，則可求得該過程B用時為0.1s，所以，兩滑塊的碰撞發(fā)生在第一次閃光后0.1s，A正確；碰撞前0.1s內(nèi)A的位移大小為10cm，則碰撞前A的速度大小是1m/s，B錯誤；前0.1s內(nèi)B的位移大小為5cm，則碰撞前B的速度大小是0.5m/s，C錯誤；其次次閃光與第三次閃光的時間間隔內(nèi)B的位移大小為20cm，則碰撞后B的速度大小是1m/s；設(shè)向左為正方向，碰撞前兩滑塊的質(zhì)量與速度的乘積之和為mAvA－mBvB＝0.3×1kg·m/s－0.2×0.5kg·m/s＝0.2kg·m/s，碰撞后兩滑塊的質(zhì)量與速度的乘積之和為0.2×1kg·m/s＝0.2kg·m/s，碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量與速度的乘積之和不變，D正確．答案：AD4．解析：(1)小車P碰撞前做勻速直線運(yùn)動，在相等時間內(nèi)運(yùn)動位移相等，由圖乙所示紙帶可知，應(yīng)選擇紙帶上的BC段求出小車P碰撞前的速度．(2)設(shè)打點計時器打點時間間隔為T，由圖乙所示的紙帶可知，碰撞前小車的速度v＝s2-s14T，碰撞后兩小車的共同速度v′＝s4-s36T，假如碰撞前后系統(tǒng)動量守恒，則m1v＝(m1＋m2)v′，即m1s2(3)假如在測量小車P的質(zhì)量時，遺忘粘橡皮泥，則小車P質(zhì)量的測量值小于真實值，由(2)中表達(dá)式可知，所測系統(tǒng)碰撞前總動量小于碰撞后系統(tǒng)的總動量．答案：(1)BC(2)m1(s5．解析：(1)入射小球的質(zhì)量要大于被撞擊的靜止小球，這樣撞擊后兩小球都能向前運(yùn)動；另外，兩小球的直徑要相等，才能發(fā)生對心碰撞，碰撞前后的速度方向都沿著水平方向，A正確．(2)斜槽安裝時末端必需保持水平，才能保證兩小球在水平方向上發(fā)生對心碰撞并均沿水平方向飛出，A正確；小球每次都必需從斜槽上的同一位置靜止釋放，這樣入射小球每次都能獲得相同的動量，B正確；斜槽末端到水平地面的高度確定了小球在空中的運(yùn)動時間，不須要測量，C錯誤；試驗中不須要用秒表測量小球在空中飛行的時間，D錯誤．(3)假如動量守恒，則有m1vA1＝m1vA2＋m2vB2，由于兩球在空中的運(yùn)動時間相等，即tA1＝tA2＝tB2，所以m1vA1×tA1＝m1vA2×tA2＋m2vB2×tB2，即m1x2＝m1x1＋m2x3，C正確．答案：(1)A(2)AB(3)C6．解析：小球離開軌道后做平拋運(yùn)動，設(shè)木板與拋出點之間的水平距離為x，由平拋運(yùn)動規(guī)律得水平方向有x＝vt，豎直方向有h＝12gt2，解得v＝xg2h，放小球B之前，小球A落在圖中