高考物理一轮总复习 第十三章 动量 近代物理初步（选修35）实验16 验证动量守恒定律对应演练 迁移运用.doc

实验16 验证动量守恒定律对应演练迁移运用1(多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，哪些因素可导致实验误差(ab)a导轨安放不水平b小车上挡光板倾斜c两小车质量不相等d两小车碰后连在一起解析：实验要求小车碰撞前后均做匀速直线运动，才能准确测量碰撞前后的速度，若导轨安放不水平，会引起误差，a项对；小车的速度用挡光板的宽度与通过光电门的时间的比值来计算，若挡光板倾斜，则会引起挡光板宽度的误差，影响实验结果，b项对；实验过程需要改变小车质量和考虑各种碰撞情况，包括碰后连在一起的情况，c、d两项错2在做“验证动量守恒定律”的实验中，小球的落点情况如图所示，入射球a与被碰球b的质量之比为mamb32，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比为( c )a32b23c12d21解析：实验中碰撞结束时刻的动量之比为.3如图所示为气垫导轨上两个滑块a、b相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 hz.开始两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动已知滑块a、b的质量分别为200 g、300 g根据照片记录的信息，释放弹簧，a、b离开弹簧后，a滑块做匀速直线运动，其速度大小为9_cm/s，本实验得出“在实验误差范围内，两木块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是碰前碰后总动量均为零解析：释放弹簧后，相邻a位置间距都是9 mm，相邻b位置间距都是6 mm，a的速度为 mm/s0.09 m/s，b的速度是 mm/s0.06 m/s.因为mava0.20.09 kgm/s0.018 kgm/s，mbvb0.30.06 kgm/s0.018 kgm/s，方向相反，所以碰撞前后总动量均为零4某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车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做匀速运动他设计的具体装置如图甲所示，在小车a后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50 hz，长木板下垫着小木片以平衡摩擦力(1)若已得到打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距标在图上，a为运动起始的第一点，则应选bc段计算a的碰前速度，应选de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m10.40 kg.小车b的质量m20.20 kg，由以上测量结果可得：碰前总动量为0.420 kgm/s，碰后总动量为0.417 kgm/s.解析：(1)取研究对象运动情况比较稳定的一段计算其运动速度(2)碰撞前总动量p1mava0.40 kgm/s0.420 kgm/s碰后总动量p2(mamb)v(0.400.20) kgm/s0.417 kgm/s5气垫导轨是常用的一种实验仪器，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、d的气垫导轨和滑块a、b探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)采用的实验步骤如下：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；c在a和b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的左端至挡板c的距离l1；e按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块a、b运动时间的计时器开始工作，当a、b滑块分别碰撞挡板c、d时计时结束，记下a、b分别到达c、d的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量及其符号是b的右端至挡板d的距离l2.(2)作用前a、b两滑块质量与速度乘积之和为0；作用后a、b两滑块质量与速度乘积之和为mamb.(3)作用前、后a、b两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，产生误差的原因有l1、l2、t1、t2、ma、mb的数据测量误差；没有考虑弹簧推动滑块的加速过程；滑块并不是做标准的匀速直线运动，滑块与导轨间有少许摩擦力；气垫导轨不完全水平(至少答出两点)解析：a、b两滑块被压缩的弹簧弹开后，在气垫导轨上运动时可视为匀速运动，因此只要测出a与c的距离l1、b与d的距离l2及a到c、b到d的时间t1和t2，测出两滑块的质量，就可以探究碰撞中的不变量(1)实验中还应测量的物理量为b的右端至挡板d的距离l2.(2)设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度分别为va，vb.碰前两滑块静止，即v0，质量与速度乘积之和为零，碰后两滑块的质量与速度乘积之和为mavambvbmamb.6(2014全国卷)现利用图甲所示的装置验证动量守恒定律在图甲中，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的质量m10.310 kg，滑块b的质量m20.108 kg，遮光片的宽度d1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率f50.0 hz.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相碰碰后光电计时显示的时间为tb3.500 m/s，碰撞前后打出的纸带如图乙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？写出运算过程解析：按定义，物块运动的瞬间时速度大小v为v，式中s为物块在短时间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ta0.02 s，ta可视为很短设a在碰撞前、后时速度大小分别为v0，v1.将式和图给实验数据代入式得v02.00 m/s，v20.970 m/s，设b在碰撞后的速度大小为v2，由式得v2，代入题给实验数据得v22.86