2014高考物理一轮复习实验精讲：实验十五验证动量守恒定律(精)

1、第十四章实验十五眼时规范特训03i在做“验证碰撞中的动量守恒”实验中，实验必须要求的条件是（）A. 斜槽轨道必须是光滑的B. 斜槽轨道末端的切线是水平的C. 入射球每次都要从同一高度由静止滚下D. 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解析：斜槽轨道越光滑越好， 但只要保证小球每次滚到槽口时速度相同即可，故不必苛求，为保证小球碰前碰后都做平抛运动，B、C、D 三项条件必须得到保证.答案：BCD2在“验证动量守恒定律”的实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中，正确的是（）A 释放点越低，小球受阻力越小，入射小球的入射速度越小，误差越小B. 释放点越高，两球碰

2、后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的 测量越准确C. 释放点越高，两球相碰时相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D 释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，水平槽对被碰小球的阻力越小解析：该实验产生误差的主要原因有：（1）两球相碰时水平方向外力的影响；（2）小球做 平抛运动时水平位移测量不准确；（3）没有确保两球在水平方向发生正碰. 综上可知 B、C 选 项正确.答案：BC3在“验证动量守恒定律”的实验中，产生误差的主要原因是（）A .碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向B. 小球在空气中飞行时受到空

3、气阻力C. 通过复写纸描得的各点，不是理想点，有一定的大小，从而带来作图上的误差D 测量长度时有误差解析：由于碰撞前后小球的速度方向不是绝对沿水平方向，落点不确定，长度测量等都是造成误差的主要原因， 而在本实验中，由于小球的运动速度不是很大， 所以空气阻力虽然 会对测量结果造成影响，但不是产生误差的主要原因.答案：ACD4. 现有下列 A、B、C、D 四个小球，在做“验证碰撞中的动量守恒”的实验时，入射小球应用 _ 球，被撞小球应用 _ .A. 质量为 43 g,直径为22cmB. 质量为 32 g,直径为 3.2 cmC. 质量为 5.2 g,直径为 2.2 cmD. 质量为 20 g,直径

4、为 3.2 cm解析：入射小球质量应大于被碰小球质量，且质量相差应较大.两球的体积应相等.答案：A C5.在做碰撞中的动量守恒的实验时，不需要测量的物理量有()A .入射小球和被碰小球的质量B .入射小球和被碰小球的直径C.斜槽轨道的末端距地面的高度D .入射球开始滚下时的初始位置与碰撞前位置的高度差E. 入射球未碰撞时飞出的水平距离F. 入射球和被碰小球碰撞后飞出的水平距离解析：根据实验原理和公式 mi- OP = mi-OM + m2- ON，可知选 B、C、D.答案：BCD6. 如图所示，甲、乙为两个实验的装置图.(1) 甲、乙两图中，可以“验证动量守恒定律”的装置图是(2) 关于甲、乙

5、两个实验，下列说法正确的是()A .只有甲实验必须测量质量B .只有乙实验中需要记录时间C.乙实验必须使用重垂线D .两个实验都需要使用刻度尺解析：(1)必须测量的物理量有两小球的质量ma、mb,各落点 A、B、C 到 O 点的距离OA、OB、OC,故选 B、E.为使a球碰b后不反弹，必须有mamb.解析：(1)甲图是用来验证动量守恒，乙图用来验证机械能守恒.(2)乙实验中有打点计时器不需要记录时间，且实验中不需要重垂线.答案：甲(2)AD7 某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验先将a 球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10 次；再把同样

6、大小的 b 球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让 a 球仍从原固定点由静止开始滚下，和 b 球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10 次.(1) 本实验必须测量的物理量有 _ ;A 斜槽轨道末端到水平地面的高度HB .小球 a、b 的质量 ma、mbC.小球 a、b 的半径 rD .小球 a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tE. 记录纸上 0 点到 A、B、C 各点的距离 OA、OB、OCF.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h(2) 根据实验要求，ma_mb(填“大于”、“小于”或“等于”);(3) 放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？如果不是同时落

7、地，对实验结果有没有影响？(不必作分析)_;(4) 为测定未放小球 b 时，小球 a 落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，如图给出了小球 a 落点附近的情况，由图可得OB 距离应为 _cm ;按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是(3)b 球被碰飞出后，a 球还要在水平段运动一小段，因此，b 球先落地，但不影响实验结果.a 点位置的范围大致在 45.8546.05 cm，中心位置大约在 45.95 cm.(5)maOB = maOA + mbOC.答案：(1)BE(2)大于(3)b 球先落地，对实验结果无影响maOA + mbOC8.如图所示，在实验室用两端带有竖直挡板 C

8、 和 D 的气垫导轨和有固定挡板的质量都是 M 的滑块 A 和 B 做“探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：I.把两滑块 A 和 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 和 B,在 A和 B 的固定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态;n.按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和 B 与固定挡板 C 和 D 碰撞时，电子计时器自动停表，记下A 至 C 的运动时间 ti, B 至 D的运动时间 t2；重复几次，取 t1和 t2的平均值.(1)在 调 整 气 垫 导 轨 时 应 注 意-?(2)应测量的数据

9、还有_ ;(3) 只有关系式_ 成立，即可得出碰撞中守恒的量是动量的矢量和.解析：(1)使气垫导轨水平.滑块 A 的左端到挡板 C 的距离 S1和滑块 B 的右端到挡板 D 的距离 S2.(3)由动量守恒定律列方程式(M + m)s1/t1= Ms2/t2.答案：见解析9. 2012 普陀区模拟如图是用来验证动量守恒的实 验装置，弹性球 1 用细线悬挂于 O 点，O 点下方桌子的边 沿有一竖直立柱实验时，调节悬点，使弹性球 1 静止时恰与立柱上的球 2 接触且两球等高.将球 1 拉到 A 点，并 使之静止，同时把球 21C1)(4)45.95 .02(5)maOB =放在立柱上.释放球 1,当

10、它摆到悬点正下方时与球 2 发生对心碰撞.碰后球 1 向左最远可摆到 B 点，球 2 落到水平地面上 的 C 点测出有关数据即可验证 1、2 两球碰撞时动量守恒现已测出 A 点离水平桌面的距 离为 a.B 点离水平桌面的距离为 b，C 点与桌子边沿间的水平距离为 c.此外，还需要测量的量是 _ 、_和_ .（2）根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为 _ .（忽略小球的大小）解析：（1）要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1 碰撞前后的高度 a 和 b，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球1 的质量 m1,就能求出弹性球 1 的动量变化；根据平抛运动的

11、规律只要测出立柱高h 和桌面高 H 就可以求出弹性球 2 碰撞前后的速度变化， 故只要测量弹性球 2 的质量和立柱高 h、桌面高 H 就能 求出弹性球 2 的动量变化.根据（1）的解析可以写出动量守恒的方程10.为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：1用天平测出两个小球的质量份别为 m1和 m2，且 mjm2）.2按照如图所示的那样，安装好实验装置将斜槽AB 固定在桌边，使槽的末端处的切线水平.将一斜面 BC 连接在斜槽末端.3先不放小球 m2,让小球 m1从斜槽顶端 A 处由静止开始滚下， 记下小球在斜

12、面上的落 点位置.4将小球 m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶部 A 处滚下，使它们发生碰撞后，记下小球 m1和 m2在斜面上的落点位置.5用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B 的距离.图中 D、E、F 点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置， 到 B 点的距离分别为 LD、LE、LF.根据该同学的实验， 回答下列问题：（1）小球 m1和 m2发生碰撞后，m1的落点是图中的 _ 点，m2的落点是图中的占八、同理可得 p2= (mA+ mB) 2gli cos30。(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式，则说明碰撞中动量守恒.(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式碰撞

13、.，则说明两小球的碰撞是弹性解析：由平抛运动的知识可知，设斜面 BC 的倾角为小球从斜面顶端平抛落到斜面i2上，两者距离为 L,贝ULcos0=vt, Lsin = 2gt可得 v= Lcos0_gL2Lsin0=cos0, 2sin0由于乩 g 都是恒量，所以 V 田 L, v2OL，所以动量守恒的表达式可以是mi. LE=mi. LD+m2. LF由能量守恒可得 miLE= miLD+ m2LF.答案：(1)D F(2)mi, LE=mi, LD+ m2, LF(3)miLE= miLD+ m2LFii 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 i : 2.当两摆球均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触.向右上方拉动直方向成 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,B 球使其摆线伸直并与竖且最大摆角为 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?解析：设摆球 A、B 的质量分别为mA