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20042013十年高考物理大全分类解析专题46专题验证动量守恒定律
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1(2011北京理综卷)如图2,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。
①实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。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
小球开始释放高度
小球抛出点距地面的高度
小球做平抛运动的射程
②图2中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位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,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h
C.测量抛出点距地面的高度h
D.分别找到相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM,ON
③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3所示。
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
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‘: p2‘=11:2.9
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
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+ 2.(2009·四川理综)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为_________、_________,两滑块的总动量大小为_________;碰撞后两滑块的总动量大小为_________。重复上述实验,多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。
答案:(2)0.2abs3 (2分); 0.2 abs1 (2分);(第1、2空答案可互换)
0.2ab(s1-s3) (4分); 0.4 abs2 (3分)
解析:由于两滑块相向运动,碰撞后速度减小,所以上面纸带左侧是碰撞前一个滑块运
3.( 2008年宁夏理综)某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律.图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触.向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角成30°.若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
A
B
由此可以推出:=3%4%
所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律.
4.(2007·全国卷Ⅰ)碰撞的恢复系数的定义为e= ,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,v1和v2分别是碰撞后物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的e1。某同学借用验证动力守恒定律的实验装置(如图所示)验证弹性碰撞的恢复系数是否为1,实验中使用半径相等的钢质小球1和2(它们之间
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