高考物理一轮复习 第6章 第4课时 实验七 验证动量守恒定律练习 人教大纲版

第4课时实验七验证动量守恒定律1.图6－4－9在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，小球的半径为r，各小球的落地点如图6－4－9所示，下列关于这个实验的说法正确的是()A．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球B．让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下C．要验证的表达式是m1eq\x\to(ON)＝m1eq\x\to(OM)＋m2eq\x\to(OP)D．要验证的表达式是m1eq\x\to(OP)＝m1eq\x\to(OM)＋m2eq\x\to(ON)E．要验证的表达式是m1(eq\x\to(OP)－2r)＝m1(eq\x\to(OM)－2r)＋m2eq\x\to(ON)解析：在此装置中，应使入射球的质量大于被碰球的质量，防止反弹或静止，故A错；入射球每次滚下必须从斜槽的同一位置，保证每次碰撞都具有相同的初动量，故B错；两球做平抛运动时都具有相同的起点，故应验证的关系式为：m1eq\x\to(OP)＝m1eq\x\to(OM)＋m2eq\x\to(ON)，D对，C、E错．答案：D2．在做“碰撞中的动量守恒”实验中：图6－4－10图6－4－11如果采用图6－4－10所示装置做“碰撞中的动量守恒”实验，某次实验得出小球的落点情况如图6－4－11所示，图中数据单位统一，假设碰撞动量守恒，则碰撞小球质量m1和被碰撞小球质量m2之比m1∶m2＝________.答案：4∶13.图6－4－12用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意图如图6－4－12所示，斜槽与水平槽圆滑连接．实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹．记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O的距离：eq\x\to(OM)＝2.68cm，eq\x\to(OP)＝8.62cm，eq\x\to(ON)＝11.50cm，并知A、B两球的质量比为2∶1，则未放B球时A球落地点是记录纸上的________点，系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差eq\f(|p－p′|,p)＝________%(结果保留一位有效数字)．解析：M、N分别是碰后A、B两球的落点位置，P是碰前A球的落点位置，碰前系统总动量可等效表示为p＝mA·OP，碰后总动量可等效表示为p′＝mA·eq\x\to(OM)＋mB·eq\x\to(ON)，则其百分误差eq\f(|p－p′|,p)＝eq\f(|mA·\x\to(OP)－(mA·\x\to(OM)＋mB·\x\to(ON))|,mA·OP)＝2%，故其百分误差为2%.答案：P24.图6－4－13(·四川，22)气垫导轨(如图6－4－13所示)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以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6－4－14所示为某次实验打出的、点迹清图6－4－14晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________，________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后两滑块的总动量大小为________．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．解析：由图乙结合实际情况可以看出，s1和s3是两物体相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带．所以碰撞前物体的速度分别为v1＝eq\f(s1,t)＝eq\f(s1,5T)＝0.2s1b，v2＝eq\f(s3,t)＝0.2s3b，碰撞后两物体共同速度v＝eq\f(s2,t)＝0.2s2b，所以碰前两物体动量分别为p1＝mv1＝0.2abs1，p2＝mv2＝0.2abs3，总动量p＝p1－p2＝0.2ab(s1－s3)；碰后总动量p′＝2mv＝0.4abs2.答案：0.2abs30.2abs1(第1、2空答案可互换)0.2ab(s1－s3)0.4abs25.图6－4－15为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”，某同学用如图6－4－15所示的装置进行如下的实验操作：Ⅰ.先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；Ⅱ.将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上得到痕迹B；Ⅲ.然后把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定位置由静止开始滚下与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C；Ⅳ.用天平测得a、b两小球的质量分别为ma、mb，用刻度尺测得纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3.(1)本实验中所选用的两小球质量关系为ma________mb(填“＞”、“＜”或“＝”)；(2)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果________产生误差(填“会”或“不会”)；(3)用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为________．解析：(1)为防止a球碰后反弹而增大实验误差，所以要求ma＞mb.(2)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，但只要对a球的影响相同，就对碰前和碰后的速度没有影响，因此对实验结果也不会产生误差．(3)设木板向右平移的距离为L，则动量守恒表达式为：eq\f(maL,\r(2y2/g))＝eq\f(maL,\r(2y3/g))＋eq\f