2018届高三物理复习跟踪演练强化提升实验七验证动量守恒定律

1、实验七验证动量守恒定律跟踪演练强化提升【基础题组】1.某同学用图甲所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让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痕迹，重复10次;然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，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，回答下列问题：甲乙(1)在本实验中结合图甲，验证动量守恒的验证式是下列选项中的 。A.斜 0t=m0A+m0EJBmOW=mO+nb ： ：_C.maOA=m,OB+mbDC(2)经测定，m,=45.0g,m b=7.5g,请结合图乙分析：碰撞前、后 m的动量分别为p1

2、与p，则p1 ： p1=(保留分式)。有同学认为，在该实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的水平距离增大。请你用已知的数据，分析和计算出被碰小球mi平抛运动水平距离的最大值为 cm。【解析】(1)小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间 t相等，如果碰撞过程动量守恒，则有： mvB=mavA+mvc, 两边同时乘以时间 t得:maVBt=maVAt+mbvct, 得:maOB=mOA+ibOC, 故选BoPi 一 0E 44.80 14(2)=；:maVa=mV a + mv b0A 35.20 11发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，根据动量守恒定律 根

3、据机械能守恒定律2 12mi6.W= mav + mbv 2 a 2 a 2 b由以上两式解得 ：V b=Va ma4mb因此最大射程为： 2x45OB =-x 44.8cm=76.8cm45+7.52maSm=ma4mtj14答案：(1)B(2) 76.82.如图所示，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。在实验室中我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B来验证动量守恒定律的实验，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：导学号42722147a.松开手白同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作

4、，当A、B滑块分另碰撞 C、D挡板时计时器结 束计时，记下A、B分别到达 C D的运动时间 3和12。b.在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置。c.给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平状态。d.用刻度尺测出 A的左端至C板的距离Li；B的右端至D板的距离L2。(1)实验步骤的顺序是。(2)实验中还需要的测量仪器是 ,还需要测量的物理量是 。(3)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是 。(4)实验中弹簧与 A B滑块是粘连好还是不粘连好 ？理由是【解析】(1)本实验中应先安装仪器，给导轨充气，再将两物体碰撞，测量数据进行

5、分析，故实验操作的顺序是 c、b、d、a。(2)、(3)滑块在气垫导轨上做匀速直线运动，根据A、B运行的距离和时间可以求出分开时的速度，根据动Li3Li3量守恒定律得，mAVA=mvB,又Va=,v b=,则m=mr二。知还需要测量 A B的质量mA、mt,所需的器材是天t工t3t工t2平。(4)只与A B中的某一个粘连好，这样把弹簧的质量考虑进去，会减小系统误差。不粘连好，A、B可能碰不 到C、D,使计时误差大。(答案具有开放性)。答案：(1)c、b、d、a (2)天平 滑块A B的质量mi、mB (3)m a =mBt工t2(4)不粘连好，可以避免因漏记弹簧的动量而带来较大的实验误差能力题

6、组3.气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置质量均为 m的A、B(图中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f。气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。如图所示的甲和乙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的 6个连续打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为Si、S2和S3。(1)若碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，则滑块(选填 A或“ B”)是与纸带甲的l+f

7、L I(选填“左”或“右”)端相连。(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为 、，实验需要验证是否成立的表达式 为(用题目所给的已知量表示)。【解析】(1)因碰前A的速度大于B的速度，且碰后速度相同，A、B的速度相反，故根据动量守恒定律可知 甲中si和S3是两物体相碰前打出的纸带 ，s 2是相碰后打出的纸带，所以，f块A应与甲纸带的左侧相连。(2)碰撞前物体的速度分别为515工vi= =0.2s ift STV2= =0.2s 3f t碰撞后两物体的共同速度v=-=0.2s 2f t所以碰前两物体动量分别为pi=mv=0.2mfs i,p 2=mu=0.2mfs 3,总动量为:p=p i-p

8、2=0.2mf（s i-s 3）;碰后总动量为：p =2mv=0.4mfs2。要验证动量守恒，则一定有：0.2mf（s i-s 3）=0.4mfs 2答案：（1）A 左 （2）0.2mfs 1 0.2mfs30.2mf（s i-s 3）=0.4mfs 24.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。导学号42722148纸带遮光片I B 1 白气垫导轨甲乙验测得滑块A的质量m=0.310kg

9、,滑块B的质量m=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用交流电的频率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 A tB=3.500ms,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(I碰撞前后总动量之差施前总动量X 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。As【解析】按定义，滑块运动的瞬时速度大小 v为v=7； Al式中A s为滑块在很短时间 A t内走过的路程设纸带上相邻两点的时间间隔为A t A,则1AtA=0.02s A t a可视为很短。设滑块A在碰撞前、后瞬时速度大小分别为V0、VI。将式和图给实验数据代入式可得V0=2.00m/s vi=0.970m/s 设滑块B在碰撞后的速度大小为 V2,由式有dV