2020高考物理復習 金版教程 實驗十六 驗證動量守恒定律練習

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1、限時規(guī)范特訓 (時間：45分鐘　分值：100分) 1．在做碰撞中的動量守恒的實驗中，入射球每次滾下都應從斜槽上的同一位置無初速釋放，這是為了使(　　) A．小球每次都能水平飛出槽口 B．小球每次都以相同的速度飛出槽口 C．小球在空中飛行的時間不變 D．小球每次都能對心碰撞 解析：入射球每次滾下都應從斜槽上的同一位置無初速釋放，為了保證每次實驗的初動量相同，即每一次平拋運動的軌跡是同一條曲線． 答案：B 2．在“驗證動量守恒定律”的實驗中，關于入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的說法中，正確的是(　　) A．釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球的入射速度越小，誤差越小

2、 B．釋放點越高，兩球碰后水平位移越大，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準確 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讲蹖Ρ慌鲂∏虻淖枇υ叫? 解析：該實驗產(chǎn)生誤差的主要原因有：(1)兩球相碰時水平方向外力的影響；(2)小球做平拋運動時水平位移測量不準確；(3)沒有確保兩球在水平方向發(fā)生正碰．綜上可知B、C選項正確． 答案：BC 3. 以下說法中正確的是(　　) A．在地面上鋪白紙前應查看地面是否平整和有無雜物 B．白紙鋪在地上后，在實驗的整個過程中都不能移動 C．復寫紙不需要固

3、定在白紙上，測定P點位置時用的復寫紙，待到測定M點的位置時，可移到M點使用 D．復寫紙必須用能覆蓋整張白紙的大復寫紙 解析：ABC恰好是本實驗應注意的事項． 答案：ABC 4．在“碰撞中的動量守恒”實驗中，產(chǎn)生誤差的主要原因有(　　) A．碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是絕對沿水平方向 B．小球在空中飛行時受到空氣阻力 C．通過復寫紙描得的各點，不是理想的點，有一定的大小，從而帶來作圖上的誤差 D．測量長度時有誤差 解析：由于小球質(zhì)量較大，速度較小，空氣影響較?。? 答案：ACD 5．在做碰撞中的動量守恒的實驗時，不需要測量的

4、物理量有(　　) A．入射小球和被碰小球的質(zhì)量 B．入射小球和被碰小球的直徑 C．斜槽軌道的末端距地面的高度 D．入射球開始滾下時的初始位置與碰撞前位置的高度差 E．入射球未碰撞時飛出的水平距離 F．入射球和被碰小球碰撞后飛出的水平距離 解析：根據(jù)實驗原理和公式m1·＝m1·＋m2·，可知選BCD. 答案：BCD 6．某同學把兩塊大小不同的木塊用細線連接，中間夾一被壓縮了的彈簧，如圖所示，將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細線，觀察木塊的運動情況，進行必要的測量，驗證木塊間相互作用時動量守恒． (1)該同學還必須有的器材是_________________________

5、___． (2)需要直接測量的數(shù)據(jù)是______________________________． (3)用所得數(shù)據(jù)驗證動量守恒的關系式是__________________． 解析：這個實驗的思路與課本上采用的實驗的原理完全相同，也是通過測平拋運動的水平位移來代替它們作用完畢時的速度． 答案：(1)刻度尺、天平 (2)兩木塊的質(zhì)量m1、m2和兩木塊落地點分別到桌子兩側(cè)邊的水平距離x1、x2 (3)m1x1＝m2x2 7．某同學用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗．先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的b球

6、放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次． (1)本實驗必須測量的物理量有________； A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H B．小球a、b的質(zhì)量ma、mb C．小球a、b的半徑r D．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t E．記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC F．a(chǎn)球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h (2)根據(jù)實驗要求，ma________mb(填“大于”、“小于”或“等于”)； (3)放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時落地？如果不是同時

7、落地，對實驗結(jié)果有沒有影響？(不必作分析)________； (4)為測定未放小球b時，小球a落點的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點對齊，如圖給出了小球a落點附近的情況，由圖可得OB距離應為________cm； (5)按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是______________ _________________________________________________________． 解析：(1)必須測量的物理量有兩小球的質(zhì)量ma、mb，各落點A、B、C到O點的距離OA、OB、OC，故選B、E. (2)為使a球碰b后不反彈，必須有ma>mb. (3

8、)b球被碰飛出后，a球還要在水平段運動一小段，因此，b球先落地，但不影響實驗結(jié)果． (4)a點位置的范圍大致在45.85～46.05 cm，中心位置大約在45.95 cm. (5)maOB＝maOA＋mbOC. 答案：(1)BE　(2)大于　(3)b球先落地，對實驗結(jié)果無影響　(4)45.95±0.02　(5)maOB＝maOA＋mbOC 8. (1)“驗證動量守恒定律”的實驗裝置中，在原來的教科書采用的是圖1所示的方法，經(jīng)過編者修改后，現(xiàn)行的教科書采用圖2所示的方法，兩個實驗裝置的區(qū)別在于：①懸掛重垂線的位置不同．②圖1中設計有一個支柱(通過調(diào)整，可使兩球的球心在同一水平線上，上面的

9、小球被碰后，支柱立即倒下)，圖2中沒有支柱，圖1中的入射小球和被碰小球做平拋運動的拋出點分別在通過O、O′點的豎直線上，重垂線只確定了O點的位置，比較這兩個實驗裝置，下列說法正確的是(　　) A．采用圖1的實驗裝置時，需要測出小球的直徑 B．采用圖2的實驗裝置時，需要測出小球的直徑 C．為了減小誤差，采用圖1的實驗裝置時，應使斜槽的末端水平處盡量光滑 D．為了減小誤差，采用圖2的實驗裝置時，應使斜槽的末端水平處盡量光滑 (2)在做“驗證動量守恒定律”實驗中： ①如果采用上題圖2的裝置，某次實驗得出小球的落點情況如圖3所示，假設碰撞中動量守恒，則碰撞小球質(zhì)量m1和被碰小球質(zhì)量m2

10、之比m1∶m2＝________. ②在實驗中根據(jù)小球的落點情況，若等式ON＝________成立，則證明碰撞中系統(tǒng)的機械能守恒． (3)安裝、調(diào)整實驗裝置和選擇實驗器材的要求及其理由是： ①斜槽末端切線應________，理由是_____________________ _________________________________________________________； ②入射小球的質(zhì)量應大于被碰小球的質(zhì)量，理由是__________ _________________________________________________________； 入射小

11、球的半徑應等于被碰小球的半徑，理由是_____________ __________________________________________________________. 答案：(1)AD　(2)①4∶1?、贠P＋OM (3)①沿水平方向　保證兩小球離開斜槽末端后做平拋運動 ②保證入射小球碰后不會返回　保證兩球發(fā)生對心碰撞 9．[2020·普陀區(qū)模擬]如圖是用來驗證動量守恒的實驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子的邊沿有一豎直立柱．實驗時，調(diào)節(jié)懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2接觸且兩球等高．將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上．釋放球1，當它擺

12、到懸點正下方時與球2發(fā)生對心碰撞．碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點．測出有關數(shù)據(jù)即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒．現(xiàn)已測出A點離水平桌面的距離為a.B點離水平桌面的距離為b，C點與桌子邊沿間的水平距離為c.此外， (1)還需要測量的量是________、________和________． (2)根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該實驗中動量守恒的表達式為________．(忽略小球的大小) 解析：(1)要驗證動量守恒必須知道兩球碰撞前后的動量變化，根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b，由機械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再測量彈性球1的質(zhì)量m1，就能求出彈性球1的動量變化；根據(jù)

13、平拋運動的規(guī)律只要測出立柱高h和桌面高H就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化，故只要測量彈性球2的質(zhì)量和立柱高h、桌面高H就能求出彈性球2的動量變化． (2)根據(jù)(1)的解析可以寫出動量守恒的方程 2m1＝2m1 ＋m2. 10．氣墊導軌是常用的一種實驗儀器．它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計)，采用的實驗步驟如下： a．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB； b．調(diào)整氣墊導軌，使導軌處于水平； c．在A和

14、B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導軌上； d．用刻度尺測出滑塊A的左端至C擋板的距離L1； e．按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作．當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下滑塊A、B分別到達擋板C、D的運動時間t1和t2： (1)實驗中還應測量的物理量是________； (2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是________，上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是____________________________(回答兩點即可)； (3)利用上述實驗數(shù)據(jù)能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小？如能，請寫出表達式．如果不能，請說明理由． 答案：(1)滑塊B的右端到D擋板的距離L2 (2)mA＝mB　測量mA、mB、L1、L2、t1、t2時帶來的誤差；氣墊導軌不水平；滑塊與氣墊導軌間有摩擦 (3)能　Ep＝mA()2＋mB()2