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《2019年高考物理一轮复习 第6章 动量和动量守恒定律 实验7 验证动量守恒定律习题 新人教版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第六章 实验七验证动量守恒定律1.(2017·江西模拟)利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,步骤如下:①用天平测出滑块A、B的质量分别为200g和300g;②安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;③向气垫导轨通入压缩空气;④把A、B两滑块放到导轨上,并给它们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为Δt=0.2s,照片如图所示。结合实验过程和图象分析知:该图象是闪光4次摄得的照片,在这4次闪光的瞬间,A、B两滑块均在0~80cm刻度范围内;第一次闪光时,滑块A恰好通过x=55cm处,
2、滑块B恰好通过x=70cm处;碰撞后有一个滑块处于静止状态。设向右为正方向,试分析:滑块碰撞时间发生在第一次闪光后__0.1__s,碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和为__-0.2__kg·m/s,碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和为__-0.2__kg·m/s。[解析] 碰撞后A向左做匀速运动,设其速度为vA′,有vA′·Δt=20cm,碰撞到第二次闪光时A向左运动10cm,设时间为t′,有vA′·t′=10cm,设第一次闪光后到发生碰撞的时间为t,有t+t′=Δt,解得t==0.1s。设向右为正方向,碰撞前A的速度大小为v
3、A=m/s=0.5m/s,B的速度为vB=-m/s=-1m/s,则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和为p1=mAvA+mBvB=0.2×0.5-0.3×1kg·m/s=-0.2kg·m/s。碰撞后,B静止,A的速度为vA′=-m/s=-1m/s,则碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和为p2=mAvA′=-0.2×1kg·m/s=-0.2kg·m/s。以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是碰撞前、后两滑块的质量与速度乘积之和。2.(2017·湖北黄冈中学期中)某同学用图甲所示装置通过半径相同的a、b两球的碰撞来验证动量守恒
4、定律。图中PQ是斜槽,QR为水平槽。在记录纸上记下重垂线所指的位置O。实验时先使a球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,确定小球a的落点平均位置B。再把b球放在水平槽末端R,让a球仍从固定位置G由静止开始滚下,与b球碰撞后,落到水平地面的记录纸上,重复10次,得到两球的落点平均位置分别为A和C,其中b球落点痕迹如图乙所示。米尺水平放置,零点与O点对齐。(1)碰撞后b球的水平射程应取为__64.5(64.2~64.8均可)__cm。(2)在以下选
5、项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答:__ABD__(填选项序号)。A.水平槽上未放b球时,测量a球落点位置到O点的距离x1B.a球与b球碰撞后,分别测量a球和b球的落点位置到O点的距离x2、x3C.测量a球或b球的直径dD.测量a球和b球的质量ma、mb(或两球质量之比)E.测量G点相对于水平槽面的高度H(3)按照本实验方法,已知a球的质量为ma,b球的质量为mb,ma>mb,那么动量守恒定律的验证式为__max1=max2+mbx3__(用实验中所测物理量相应字母表示)。[解析] (1)碰撞后b球落点痕迹如题图乙所示
6、,取所有落点中靠近中间的点读数,即取一个最小的圆的圆心,约为64.5cm。(2)水平槽上未放b球时,测量a球落点位置到O点的距离x1,即替代碰撞前a球的速度,故A正确;a球与b球碰撞后,分别测量a球和b球的落点位置到O点的距离x2、x3,即替代碰撞后a球和b球的速度,故B正确;不需要测量a球或b球的直径d,故C错误;需要测量a球和b球的质量ma、mb(或两球质量之比),故D正确;不需要测量G点相对水平槽面的高度H,故E错误。(3)根据实验原理可得mav0=mav1+mbv2,由已测量的物理量x1、x2、x3,又下落时间相同
7、,可得动量守恒定律的验证式为max1=max2+mbx3。3.[2017·湖北部分重点中学调研]某同学用图示装置研究弹性正碰。实验中使用半径相等的弹性小球1和2,且小球1的质量大于小球2的质量。实验主要步骤如下:安装好实验装置,做好测量前的准备。第一步:先将木板竖直固定于斜槽前端边缘处的C点,且板面与纸面垂直,在木板上记下置于C点小球的位置然后将木板向右平移适当的距离,并固定。第二步:不放小球2,使小球1从斜槽上A点由静止滚下,并撞在木板上。重复多次,用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置。第
8、三步:把小球2放在斜槽前端边缘处的C点,使小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞,重复多次,并使用与第二步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。第四步:用刻度尺分别测量三个落点的平均位置到O点的距离,即线段、、的长度。回答下列问题:(1)若C点到木板的距离为x,小球落点到O点的距离为y,重力加速度为
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