高二物理 第8单元45分钟过关检测（训练5 实验：验证动量守恒定律）（有解析） 大纲人教版第二册

训练5 实验：验证动量守恒定律1.在“验证动量守恒定律”的实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端点的切线保持水平，这样做的目的是为了使( )A.入射球得到较大的速度B.入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平C.入射球与被碰球碰撞时动能无损失D.入射球与被碰球碰后均能从同一高度飞出答案：BD解析：本实验验证水平方向动量守恒，必须在实验过程中保持两小球碰撞的球心连线在水平方向上，B正确. 同时，又能保证从同一高度飞出，测量水平位移时，时间相同，位移之比即为速度之比，D正确.2.做“验证动量守恒定律”实验时，造成误差的主要因素为( )A.碰撞前后两球的速度方向不是水平的B.通过复写纸描得的各落点不是理想的点，从而带来作图上的误差C.长度测量中的误差D.存在摩擦力、空气阻力等外力答案：AC解析：此实验误差，主要是在操作过程中产生的 3.在该实验中，需要的测量工具有（ ）A.秒表 B.毫米刻度尺 C.弹簧秤 D.天平 E.游标卡尺答案：BDE4.在“验证动量守恒定律”的实验中，入射小球每次滚下都应从同一高度无初速度释放，这是为了（ ） A.小球每次都能水平飞出槽口 B.小球每次都能以相同的速度飞出槽口C.小球在空中的飞行时间不变 D.小球每次都能对心碰撞答案：B 解析：本实验研究一次碰撞过程中的动量守恒，因此在做实验时，都是同一次实验的重复，所以要求每一次运动都是完全相同.所以入射小球必须从同一位置滚下，以保证每次都以相同的速度飞出槽口.B正确.小球是否水平飞出槽口，是由平直轨道是否严格水平决定的，小球的飞行时间是由平抛下落高度决定的，小球能否对心碰撞是由支柱位置决定的，A、C、D错误.5.下列关于小球落地的说法中正确的是（ ）A.如果小球每次从同一点无初速度释放，重复几次的落点一定是重合的 B.由于偶然误差的存在，重复操作时，小球落点不重合是正常的，但落点应当比较密集C.测定P的位置时，如果重复10次的落点分别是P1，P2，P3P10，则OP应取OP1，OP2，OP3，OP10的平均值，即OP=D.用半径尽可能小的圆把P1，P2，P3，P4P10圈住，这个圆的圆心是入射小球落点的平均值P 答案：BD解析：由于操作过程中偶然因素的影响，小球虽然从同一点无初速释放，也不会每次都落到同一个点上，否则就没有必要重复10次了，B正确.在实验中求落点的平均值P，应采用D选项描述的方法，而不是C选项所叙述的内容.6.在做“碰撞中的动量守恒”的实验时，必须要求的有_.斜槽轨道是笔直的 把小球放到斜槽末端的槽口处时，小球应能静止 调节安放被碰球的支柱与槽口的距离时，应使小柱顶端与槽口的距离恰等于小球的半径 碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行答案：解析：保证斜槽末端水平，减小误差，保证实验的正确性.保证碰撞过程中系统水平方向动量守恒，减小实验误差，保证实验的正确性.7.在“验证动量守恒定律”的实验中，入射小球在斜槽上释放点的高低直接影响实验的准确性.下列说法中正确的是（ ）A.释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B.释放点越低，两球水平飞行的距离越近，测量水平位移的相对误差越小，所测速度也就越准确C.释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，内力远大于外力，碰撞前后动量之差越小，因而误差也小D.释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，小支柱对被碰小球的阻力越小答案：C解析：释放点越高，入射小球碰撞前的初动量越大，两球相碰时，相互作用的内力越大，内力远大于外力，碰撞前后，系统总动量相差越小，越接近理论的动量守恒，因而误差也小.8.在“验证碰撞中动量守恒”的实验中，所验证的是从斜槽某一位置滚下的小球A在斜槽的水平出口处与静止小球B发生对心碰撞时动量守恒.两球半径大小均为r，且已知.实验时，小球A的质量m1和小球B的质量m2的大小关系是m1_m2.实验时，除实验装置外还需要的测量工具应有_.实验时若球的落点分别为图中所示的M、P、N点，则A、B两小球碰撞中动量守恒的表达式是_.答案： 天平 毫米刻度尺 m1=m1+m2(-2r)解析：m1m2的目的是保证碰撞后m1的速度方向与初速度同向.列动量守恒式时，碰撞后，m1、m2的动量都为正值，这样便于列式，减少了不必要的麻烦.若m1mAB球为入射球.（2）由动量守恒式有：pB=pB+pAmB=mB+mA代入数据：pBPA=(mB)(mA)=43. 10.某同学用左下图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽，QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，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由静止开始滚下，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.下图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐. (1)碰撞后B球的水平射程应取为_ cm；(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答案：_.（填选项号)A.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B.A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离 C.测量A球或B球的直径D.测量A球和B球的质量（或两球质量之比）E.测量G点相对水平槽面的高度答案：（1）64.7 （2）ABD解析：由图画出B球的10个落点位置,实验中应取平均位置,方法是用最小的圆将所有点圈在里面,圆心位置即为落点的平均位置.找准平均位置,读数时应在刻度尺的最小刻度后面再估读一位,读数为64.7 cm(从64.2 cm到65.2 cm范围内都正确).(2)A、B两球都从R点开始做平抛运动,且两球平抛时间相同,以平抛时间为时间单位,则平抛的水平距离在数值上等于平抛的初速度.因此该实验应测量的物理量有:质量mA、mB,水平位移sA、sA、sB,A球与B球的直径此题中可不用测量，因为此次实验忽略了A、B两小球的球心距离给实验带来的误差.因此答案是ABD.11.在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做“验证动量守恒定律”的实验，实验步骤如下：（1）把两滑块A、B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A、B，在与A、B的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平方向上压缩状态. （2）按下电钮使电动卡销放开，同时起动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A、B与挡板C、D碰撞时，电子计时器自动停止，记下A至C运动时间t，B至D运动时间t2. （3）重复几次取t1、t2的平均值.在调整气垫导轨时应注意_；应测量的数据还有_；只要满足关系式_成立，即可验证动量