天津专用2025届高考物理一轮复习考点规范练30验证动量守恒定律含解析新人教版.docxVIP

PAGE

PAGE1

考点规范练30验证动量守恒定律

1.(多选)如图在利用悬线悬挂等大小球进行验证动量守恒定律的试验中,下列说法正确的是()

A.悬挂两球的线长度要适当,且等长

B.由静止释放小球以便较精确地计算小球碰前的速度

C.两小球必需都是刚性球,且质量相同

D.两小球碰后可以粘合在一起共同运动

2.(2024·湖南三湘大联考)气垫导轨是常用的一种试验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在水平导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,试验装置如图所示(弹簧的长度忽视不计),试验步骤如下:

a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。

b.调整气垫导轨,使导轨处于水平状态。

c.在A和B之间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。

d.用刻度尺测出A的左端到C的距离l1。

e.按下电钮,放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器起先工作。当滑块A、B分别碰撞挡板C、D时停止计时,登记滑块A到达挡板C和滑块B到达挡板D的运动时间t1和t2。

(1)试验中还应测量的物理量是。?

(2)利用上述测量的试验数据,可得出验证动量守恒定律的表达式是。?

(3)上式中算得的滑块A、B的动量大小并不完全相等,产生误差的缘由可能是。(至少写出两点)?

3.某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,试验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止起先滚下,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。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止起先滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。

甲

(1)安装器材时要留意:固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿方向。?

乙

(2)某次试验中,得出小球落点状况如图乙所示(单位是cm),P、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置(把落点圈在内的最小圆的圆心),则入射小球和被碰小球质量之比为m1∶m2=。?

4.某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的试验:在小车甲的前端粘有橡皮泥,推动小车甲使之做匀速直线运动。然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体,而后两车接着做匀速直线运动,他设计的详细装置如图1所示。在小车甲后连着纸带,打点计时器的打点频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。

图1

(1)若已得到打点纸带如图2所示,并测得各计数点间距并标在图上,A为运动起始的第一点,则应选

段计算小车甲的碰前速度,应选段来计算小车甲和乙碰后的共同速度。(均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)?

图2

(2)已测得小车甲的质量m甲=0.40kg,小车乙的质量m乙=0.20kg,由以上测量结果,可得碰前m甲v甲+m乙v乙=kg·m/s;碰后m甲v甲+m乙v乙=kg·m/s。?

(3)通过计算得出的结论是什么?

5.现利用图甲所示的装置验证动量守恒定律。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。

甲

乙

试验测得滑块A的质量m1=0.310kg,滑块B的质量m2=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用交变电流的频率f=50.0Hz。

将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰。碰后光电计时器显示的时间为ΔtB=3.500ms,碰撞前后打出的纸带如图乙所示。

若试验允许的相对误差肯定值(碰撞前后总动量之差碰前总动量×100%)最大为5%,本试验

考点规范练30验证动量守恒定律

1.ABD解析两线等长能保证两球正碰,以减小试验误差,所以A正确;由于计算碰撞前速度时用到了mgh=12mv2-0,即初速度为0,B正确;本试验中对小球的弹性性能无要求,C错误;两球正碰后,有各种运动状况

2.解析(1)设B的右端至D的距离为l2,弹簧的长度忽视不计,放开卡销后滑块A、B的速度大小分别为vA=l1t1,vB=l2t2。若要验证滑块A、B与轻弹簧组成的系统在水平方向上动量守恒,有0=mAvA-mBvB,联立以上两式解得0=mAl1t1-mB

(2)由(1)分析可知验证动量守恒定律的表达式是

mAl1t1-mB

(3)产生误差的缘由可能是测