2025版新教材高中物理第一章動(dòng)量與動(dòng)量守恒定律微點(diǎn)8實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課時(shí)作業(yè)教科版選擇性必修第一冊(cè)

微點(diǎn)8試驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律eq\a\vs4\al(過基礎(chǔ))1．如圖所示，斜槽軌道末端水平，小球m1從斜槽某一高度由靜止?jié)L下，落到水平面上的P點(diǎn)．今在槽口末端放一與m1半徑相同的球m2，仍讓球m1從斜槽同一高度滾下，并與球m2正碰后做平拋運(yùn)動(dòng)，球m1和m2的落地點(diǎn)分別是M、N.已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點(diǎn)．則：(1)兩小球質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)滿意________．A．m1＝m2B．m1>m2C．m1<m2(2)試驗(yàn)必需滿意的條件________．A．軌道末端必需是水平的B．斜槽軌道必需光滑C．入射小球m1每次必需自同一高度靜止釋放D．入射小球m1和被碰小球m2的球心在碰撞瞬間必需在同一高度(3)試驗(yàn)中必需測量的是________．A．兩小球的質(zhì)量m1和m2B．兩小球的半徑r1和r2C．桌面離地的高度HD．小球起始高度E．從兩球相遇到兩球落地的時(shí)間F．小球m1單獨(dú)飛出的水平距離G．兩小球m1和m2相碰后飛出的水平距離(4)若兩小球質(zhì)量之比m1∶m2＝3∶2，兩球落點(diǎn)狀況如圖所示，則碰撞前后動(dòng)量是否守恒？2．如圖甲所示，在水平光滑軌道上停著A、B兩輛試驗(yàn)小車，A車上系有一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，使A車獲得水平向右的速度，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，A車運(yùn)動(dòng)一段距離后，與靜止的B車發(fā)生正碰并連在一起運(yùn)動(dòng)，紙帶記錄下碰撞前A車和碰撞后兩車的運(yùn)動(dòng)狀況，如圖乙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，則碰撞前A車速度大小為________m/s，碰撞后的共同速度大小為________m/s.假如已知碰撞過程中mv是不變量，則可求得mA∶mB＝________．3．如圖是用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的試驗(yàn)裝置，滑塊1的質(zhì)量m1＝0.20kg，滑塊2的右端面固定一小塊橡皮泥，其總質(zhì)量m2＝0.10kg.兩滑塊上均裝有寬度d＝0.50cm的遮光條，在兩滑塊間合適位置裝有光電門1，在滑塊2左側(cè)適當(dāng)位置裝有光電門2.將滑塊1置于導(dǎo)軌右端，然后用橡皮錘水平敲擊滑塊1，滑塊1經(jīng)過光電門1，光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為0.050s，滑塊1與滑塊2碰撞后粘在一起，碰撞后滑塊2與滑塊1先后經(jīng)過光電門2，光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間分別為0.068s和0.065s.請(qǐng)回答下列問題：(1)對(duì)于滑塊1與滑塊2組成的系統(tǒng)，碰撞前系統(tǒng)的總動(dòng)量為________kg·m/s，碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量為________kg·m/s.(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)由(1)中計(jì)算結(jié)果可以看出，碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量并不完全相等，你認(rèn)為產(chǎn)生這一差異的緣由是____________________．4．用如圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，A球質(zhì)量mA＝0.3kg，B球質(zhì)量mB＝0.1kg，試驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)G由靜止起先滾下，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．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由靜止起先滾下，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，得到了如圖乙所示的三個(gè)落地處．(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中讀出OP＝________cm.(2)由圖乙可以推斷出Q處是________球的落地點(diǎn)(填“A”或“B”).(3)該試驗(yàn)在誤差允許的范圍內(nèi)，只需比較mAxA＋mBxB＝mAx′A＋mBx′B，從而驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒，則通過計(jì)算mAxA＋mBxB＝________kg·m，mAx′A＋mBx′B＝________kg·m.(保留3位有效數(shù)字)5．現(xiàn)利用圖(a)所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．在圖(a)中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時(shí)間．試驗(yàn)測得滑塊A的質(zhì)量m1＝0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m2＝0.108kg，遮光片的寬度d＝1.00cm；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用溝通電的頻率f＝50.0Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰．碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為ΔtB＝3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示．若試驗(yàn)允許的相對(duì)誤差肯定值(|eq\f(碰撞前后總動(dòng)量之差,碰前總動(dòng)量)|×100%)最大為5%，本試驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？寫出運(yùn)算過程．微點(diǎn)8試驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1．答案：(1)B(2)ACD(3)AFG(4)守恒解析：(1)為防止小球反彈，要求入射小球質(zhì)量大于被碰小球質(zhì)量，即m1>m2，故選B.(2)為保證兩球碰撞后從同一高度做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽軌道末端要調(diào)成水平．為保證明驗(yàn)有較好的可重復(fù)性以減小誤差，試驗(yàn)中要求入射小球每次從同一高度由靜止?jié)L下．不須要斜槽軌道必需光滑，故選A、C、D.(3)本試驗(yàn)必需測量的是兩小球的質(zhì)量m1和m2，入射小球m1單獨(dú)飛出的水平距離和兩小球m1和m2相碰后各自飛出的水平距離．因小球脫離槽口末端后做的是相同高度的平拋運(yùn)動(dòng)，因此兩球碰后落地時(shí)間相等，故可以利用水平距離代替水平速度，所以不須要測量桌面離地的高度及兩小球碰后落地的時(shí)間．故選A、F、G.(4)設(shè)m1＝3m，m2＝2m，則v1＝eq\f(OP,t)＝eq\f(43.50×10－2,t)m/s，m1v1＝eq\f(1.305m,t)kg·m/sv′1＝eq\f(OM,t)＝eq\f(13.50×10－2,t)m/s，m1v′1＝eq\f(0.405m,t)kg·m/sv2＝0，v′2＝eq\f(ON,t)＝eq\f(45.00×10－2,t)m/s，m2v′2＝eq\f(0.9m,t)kg·m/sm1v′1＋m2v′2＝eq\f(1.305m,t)kg·m/s.則知m1v1＝m1v′1＋m2v′2，故碰撞前后動(dòng)量守恒．2．答案：0.600.402∶1解析：由紙帶上點(diǎn)跡位置可知，前兩段間隔均為1.20cm，最終兩段間隔均為0.80cm，則碰前速度v＝eq\f(1.20×10－2,0.02)m/s＝0.60m/s，碰后速度v′＝eq\f(0.80×10－2,0.02)m/s＝0.40m/s.因?yàn)閙Av＝(mA＋mB)v′，則得mA∶mB＝2∶1.3．答案：(1)0.0200.022(2)導(dǎo)軌不平，右端高解析：(1)滑塊1通過光電門1的速度v1＝eq\f(d,t1)＝eq\f(0.50×10－2,0.050)m/s＝0.10m/s，碰撞前系統(tǒng)的總動(dòng)量p＝m1v1＝0.20×0.10kg·m/s＝0.020kg·m/s.滑塊1與靜止的滑塊2碰撞后粘在一起，滑塊2通過光電門2的速度v2＝eq\f(d,t2)＝eq\f(0.50×10－2,0.068)m/s＝0.074m/s，碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量p′＝(m1＋m2)v2＝(0.20＋0.10)×0.074kg·m/s＝0.022kg·m/s.(2)據(jù)題意知，兩滑塊先后通過光電門的時(shí)間變小，說明碰撞后兩滑塊做加速運(yùn)動(dòng)，緣由是氣墊導(dǎo)軌右端高，碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量并不完全相等，產(chǎn)生差異的緣由是導(dǎo)軌不平，右端高，合外力不為0，不符合動(dòng)量守恒的條件．4．答案：(1)17.5(2)A(3)0.0975(0.0966～0.0993)0.0965(0.940～0.980)解析：(1)在題圖乙中用最小的圓將全部的落點(diǎn)圈起來，圓心為平均落地點(diǎn)，則讀出OP＝17.5cm.(2)由題圖乙可以推斷出Q處是A球碰前的落地點(diǎn)．(3)結(jié)合題圖可知mAxA＋mBxB＝0.3×0.325kg·m＋0＝0.0975kg·mmAx′A＋mBx′B＝0.3×0.175kg·m＋0.1×0.440kg·m＝0.0965kg·m.5．答案：見解析解析：碰前A的瞬時(shí)速度大小為vA＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.04,0.02)m/s＝2.00m/s碰后A的瞬時(shí)速度大小為v′A＝eq\f(x′,t)＝eq\f(0.0194,0.02)m/s＝0.97m/s碰前B的瞬時(shí)速度大小為vB＝0