2018屆高三物理復習跟蹤演練強化提升實驗七驗證動量守恒定律.docx

實驗七 驗證動量守恒定律跟蹤演練強化提升【基礎題組】1.某同學用圖甲所示裝置來驗證動量守恒定律,實驗時先讓a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下痕跡,重復10次;然后再把b球放在斜槽軌道末端的最右端附近靜止,讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下,和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復10次,回答下列問題:(1)在本實驗中結合圖甲,驗證動量守恒的驗證式是下列選項中的_。A.ma=ma+mbB.ma=ma+mbC.ma=ma+mb(2)經測定,ma=45.0g,mb=7.5g,請結合圖乙分析:碰撞前、后ma的動量分別為p1與p1,則p1p1=_(保留分式)。有同學認為,在該實驗中僅更換兩個小球的材質,其他條件不變,可以使被碰小球做平拋運動的水平距離增大。請你用已知的數據,分析和計算出被碰小球mb平拋運動水平距離的最大值為_cm?！窘馕觥?1)小球離開軌道后做平拋運動,小球在空中的運動時間t相等,如果碰撞過程動量守恒,則有:mavB=mavA+mbvC,兩邊同時乘以時間t得:mavBt=mavAt+mbvCt,得:maOB=maOA+mbOC,故選B。(2)=;發(fā)生彈性碰撞時,被碰小球獲得速度最大,根據動量守恒定律:mava=mava+mbvb根據機械能守恒定律:ma=mav+mbv由以上兩式解得:vb=va,因此最大射程為:sm=44.8cm=76.8cm答案:(1)B(2)76.82.如圖所示,氣墊導軌是常用的一種實驗儀器,它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導軌上,滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦。在實驗室中我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌和滑塊A和B來驗證動量守恒定律的實驗,實驗裝置如圖所示,采用的實驗步驟如下:導學號42722147a.松開手的同時,記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作,當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時計時器結束計時,記下A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2。b.在A、B間水平放入一個輕彈簧,用手壓住A、B使彈簧壓縮,放置在氣墊導軌上,并讓它靜止在某個位置。c.給導軌送氣,調整氣墊導軌,使導軌處于水平狀態(tài)。d.用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1;B的右端至D板的距離L2。(1)實驗步驟的順序是_。(2)實驗中還需要的測量儀器是_,還需要測量的物理量是_。(3)利用上述測量的實驗數據,驗證動量守恒定律的表達式是_。(4)實驗中彈簧與A、B滑塊是粘連好還是不粘連好?理由是_?！窘馕觥?1)本實驗中應先安裝儀器,給導軌充氣,再將兩物體碰撞,測量數據進行分析,故實驗操作的順序是c、b、d、a。(2)、(3)滑塊在氣墊導軌上做勻速直線運動,根據A、B運行的距離和時間可以求出分開時的速度,根據動量守恒定律得,mAvA=mBvB,又vA=,vB=,則mA=mB。知還需要測量A、B的質量mA、mB,所需的器材是天平。(4)只與A、B中的某一個粘連好,這樣把彈簧的質量考慮進去,會減小系統(tǒng)誤差。不粘連好,A、B可能碰不到C、D,使計時誤差大。(答案具有開放性)。答案:(1)c、b、d、a(2)天平滑塊A、B的質量mA、mB(3)mA=mB(4)不粘連好,可以避免因漏記彈簧的動量而帶來較大的實驗誤差能力題組3.氣墊導軌工作時,可忽略滑塊與導軌表面間的阻力影響,現(xiàn)借助其驗證動量守恒定律,在水平氣墊導軌上放置質量均為m的A、B(圖中未標出)兩滑塊,左側滑塊的左端、右側滑塊的右端分別與一條穿過打點計時器的紙帶相連,打點計時器電源的頻率為f。氣墊導軌正常工作后,接通兩個打點計時器的電源,待打點穩(wěn)定后讓兩滑塊以大小不同的速度相向運動,兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動。如圖所示的甲和乙為某次實驗打出的、分別與兩個滑塊相連的兩條紙帶,在紙帶上以同間距的6個連續(xù)打點為一段劃分紙帶,用刻度尺分別測出其長度為s1、s2和s3。(1)若碰前滑塊A的速度大于滑塊B的速度,則滑塊_(選填“A”或“B”)是與紙帶甲的_(選填“左”或“右”)端相連。(2)碰撞前A、B兩滑塊的動量大小分別為_、_,實驗需要驗證是否成立的表達式為_(用題目所給的已知量表示)?！窘馕觥?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,故根據動量守恒定律可知,甲中s1和s3是兩物體相碰前打出的紙帶,s2是相碰后打出的紙帶,所以滑塊A應與甲紙帶的左側相連。(2)碰撞前物體的速度分別為:v1=0.2s1fv2=0.2s3f碰撞后兩物體的共同速度:v=0.2s2f所以碰前兩物體動量分別為:p1=mv1=0.2mfs1,p2=mv2=0.2mfs3,總動量為:p=p1-p2=0.2mf(s1-s3);碰后總動量為:p=2mv=0.4mfs2。要驗證動量守恒,則一定有:0.2mf(s1-s3)=0.4mfs2答案:(1)A左(2)0.2mfs10.2mfs30.2mf(s1-s3)=0.4mfs24.現(xiàn)利用圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律。在圖甲中,氣墊導軌上有A、B兩個滑塊,滑塊A右側帶有一彈簧片,左側與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連;滑塊B左側也帶有一彈簧片,上面固定一遮光片,光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間。導學號42722148驗測得滑塊A的質量m1=0.310kg,滑塊B的質量m2=0.108kg,遮光片的寬度d=1.00cm;打點計時器所用交流電的頻率f=50.0Hz。將光電門固定在滑塊B的右側,啟動打點計時器,給滑塊A一向右的初速度,使它與B相碰。碰后光電計時器顯示的時間為tB=3.500ms,碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示。若實驗允許的相對誤差絕對值(|100%)最大為5%,本實驗是否在誤差范圍內驗證了動量守恒定律?寫出運算過程?！窘馕觥堪炊x,滑塊運動的瞬時速度大小v為v=式中s為滑塊在很短時間t內走過的路程設紙帶上相鄰兩點的時間間隔為tA,則tA=0.02stA可視為很短。設滑塊A在碰撞前、后瞬時速度大小分別為v0、v1。將式和圖給實驗數據代入式可得v0=2.00m/sv1=0.970m/s設滑塊B在碰撞后的速度大小為v2,由式有v2=代