2020年新高考名校物理50热点模拟试题分项解析36 验证动量守恒定律（解析word版）.docx

《2020年新高考名校物理50热点模拟试题分项解析36 验证动量守恒定律（解析word版）.docx》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、热点36验证动量守恒定律高考真题高考真题1.（2014·全国新课标理综II）利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律。在图（a）中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A质量m1=0.310kg，滑块B的质量m2=0.108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用的交流电的频率为f=50HZ。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右

2、的初速度，使它与B相碰；碰后光电计时器显示的时间为△tB=3.500ms，碰撞前后打出的纸带如图21-1（b）所示。若实验允许的相对误差绝对值（││×100%）最大为5℅，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程。【分析】根据题述测量数据，计算出相对误差，与实验允许的相对误差绝对值比较，得出结论。【解析】按定义，物块运动的瞬时速度大小v为：v=式中△s为物块在很短时间△t内走过的路程。设纸带上打出相邻两点的时间间隔为△tA，则△tA=1/f=0.02s。△tA可视为很短。设A在碰撞前后瞬时速度大小分别为v0、v

3、1，将图给的实验数据代入v=，则有：v0=2.00m/s,，v1=0.970m/s,。设B在碰撞后的速度大小为v2，则有v2=代入题给实验数据得：v2=2.86m/s,，设两滑块在碰撞前后的总动量分别为p和p’，则p=m1v0p’=m1v1+m2v2。两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为：δp=││×100%.联立上述各式并代入数据解得δp=1.7%<5%因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律。注解：气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨

4、表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。使实验结果接近理论值。结合打点计时器、光电门、闪光照相等，测定多种力学物理量和验证力学定律。中学物理实验中，利用气垫导轨验证动量守恒定律，研究弹簧振子的运动规律，研究物体的加速度等，和理论值就非常接近。2．（2011·北京）如图甲，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图甲①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容

5、易的。但是，可以通过仅测量（填选项前的序号），间接地解决这个问题A.小球开始释放高度B.小球抛出点距地面的高度C.小球做平抛运动的射程②图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上位置静止释放，与小球相撞，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是(填选项的符号)A.用天平测量两个小球的质量、B.测量小球开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度hD．分别找到相碰后平均落地点的位置M、NE

6、．测量平抛射程ＯＭ，ＯＮ③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为　　　　　　　（用②中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为　　　　　　　　　（用②中测量的量表示）。④经测定，，小球落地点的平均位置距Ｏ点的距离如图21-2乙所示。图乙碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1’，则p1∶p1’=∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2’,则p1‘∶p2‘=11∶实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用④中已知的

7、数据，分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为cm【解析】由于实验中小球平抛运动时间相同，将速度测量转化为水平位移测量，由动量守恒定律和弹性碰撞前后动能相等可得m1·OM+m2·ON=m1·OP，m1·OM2+m2·ON2=m1·OP2。设小球平抛运动时间为t，碰撞前m1的动量为p1=45.0×10-3×44.80×10-2/t，碰撞后m1的动量为p1’=45.0×10-3×35.20×10-2/t，则p1∶p1’=14∶11；碰撞后m2的动量为p2’=7.5×10-3×55.60×10-2/t，，则p1‘∶

8、p2‘=11∶2.9.。实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值==。在上述实验中仅更换两个小球的材质，使它们做弹性碰撞，其它条件不变，由m1·OM+m2·ON=m1·OP，m1·OM2+m2·ON2=m1·OP2可得ON=OP，代人④中已知的数据得ON=76.8cm。【答案】①C②ADE或D