全国版2021高考物理一轮复习专题七碰撞与动量守恒考点3实验：验证动量守恒定律精练含解析.docx

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1、考点3实验:验证动量守恒定律1.[2020山东统考,6分]2019年9月,我国成功完成了76km/h高速列车实车对撞试验,标志着我国高速列车安全技术达到了世界领先水平.某学习小组受此启发,设计了如下的碰撞实验,探究其中的能量损耗问题,实验装置如图甲所示.该小组准备了质量分别为0.20kg、0.20kg、0.40kg的滑块A、B、C,滑块A右侧带有自动锁扣,左侧与穿过打点计时器(图中未画出)的纸带相连,滑块B、C左侧均带有自动锁扣,打点计时器所接电源的频率f=50Hz.调整好实验装置后,在水平气垫导轨上放置A、B两个滑块,启动打点计时器,使滑块A以某一速度与静止的滑块B相碰并粘合在一起运动,纸

2、带记录的数据如图乙所示;用滑块C替代滑块B,重复上述实验过程,纸带数据如图丙所示.(1)根据纸带记录的数据,滑块A与B碰撞过程中系统损失的动能为　　　　J,滑块A与C碰撞过程中系统损失的动能为　　　　J.(计算结果均保留2位有效数字) (2)根据实验结果可知,被碰物体质量增大,系统损失的动能　　　　(填“增大”“减小”或“不变”). 2.[6分]在“验证动量守恒定律”的实验中,一般采用如图所示的装置:其中P点为碰前入射小球落点的平均位置,M点为碰后入射小球落点的平均位置,N点为碰后被碰小球落点的平均位置.(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球的质量为m2,半径为r2,则　　　　. 

3、A.m1>m2,r1>r2B.m1>m2,r1m2,r1=r2D.m1

4、6分]如图甲所示,在做验证动量守恒定律的实验时,长木板右端下面垫小木片用以平衡摩擦力,小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动.然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续匀速运动,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz.(1)若获得纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上).a为运动起始点,则应选　　　　段来计算A的碰前速度,应选　　　　段来计算A和B碰后的共同速度.(选填“ab”“bc”“cd”或“de”) (2)已测得小车A的质量mA=0.30kg,小车B的质量为mB=0.20kg,由以上测量结果可得碰前系统总动量为　　　　kg·m/s,碰后系统总动量

5、为　　　　kg·m/s.(结果保留3位有效数字) -3-(3)实验结论: 　. 4.[创新题,4分]用如图所示的装置进行以下实验:A.测出滑块A、B的质量M、m及滑块与桌面间的动摩擦因数μ,查出当地的重力加速度gB.用细线将滑块A、B连接,使A、B间的弹簧压缩,滑块B紧靠在桌边C.剪断细线,测出滑块B做平抛运动落地点到重垂线的水平距离x1,和滑块A沿桌面滑行的距离x2(1)为探究碰撞中的不变量,写出还需测量的物理量及表示它们的字母:　　　　　　　　. (2)若mv为不变量,需验证的关系式为　　　　　　　　. 5.[新情境,5分]如图是用来验证动量守恒定律的实验装置,弹性球1用细线悬挂于O点,

6、O点下方桌子的边沿有一竖直立柱.实验时,调节悬点,使弹性球1静止时恰好与立柱上的弹性球2接触且两球等高.将球1拉到A点,并使之静止,同时把球2放在立柱上.释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞,碰后球1向左最远可摆到B点,球2落到水平地面上的C点.测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的距离为a,B点离水平桌面的距离为b,C点离桌子边沿间的水平距离为c.此时,(1)还需要测量的物理量是　　　、　　　和　　　. (2)根据测量的数据,该实验中动量守恒的表达式为　　　　　　　　　.(忽略小球的大小) 考点3　实验:验证动量守恒定律1.(1)0.45(2分)

7、　0.60(2分)　(2)增大(2分)解析:(1)打点计时器所接电源的频率f=50Hz,周期T=1f=0.02s,由题图乙可知,碰撞前滑块A的速度为vA=6.000.02×10-2m/s=3.0m/s,A与B碰撞并粘合在一起后速度为vAB=3.000.02×10-2m/s=1.5m/s.碰撞前滑块A的动能EkA=12mAvA2=12×0.20×3.02J=0.90J,碰撞后滑块A、B的总动能EkAB=12(m