2018屆高三物理復(fù)習(xí)跟蹤演練強(qiáng)化提升試驗(yàn)七驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

1、實(shí)驗(yàn)七驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律跟蹤演練強(qiáng)化提升【基礎(chǔ)題組】1.某同學(xué)用圖甲所示裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開(kāi)始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下痕跡，重復(fù)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(diǎn)由靜止開(kāi)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(fù)10次，回答下列問(wèn)題：甲乙(1)在本實(shí)驗(yàn)中結(jié)合圖甲，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是下列選項(xiàng)中的 。A.弱 0t=m0A+mOEJB.mOW=m。用+nb ： ：_C.maOA=naOB+nbDC(2)經(jīng)測(cè)定，ma=45.0g,m b=7.5g,請(qǐng)結(jié)合圖乙分析：碰撞前、后 m的動(dòng)量分別為

2、p1與p'，則p1 p1=(保留分式)。有同學(xué)認(rèn)為，在該實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì)，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離增大。請(qǐng)你用已知的數(shù)據(jù)，分析和計(jì)算出被碰小球 m平拋運(yùn)動(dòng)水平距離的最大值為 cm?！窘馕觥?1)小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t相等，如果碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則有： mvB=mavA+mvc, 兩邊同時(shí)乘以時(shí)間 t得:mavBt=mavAt+mbvd, 得:maOB=mOA+ibOC, 故選BoPi 一 0E 44.80 14(2) 一=;0A 35.20 11:mava=mv' a + mv' b發(fā)生彈性碰撞時(shí)，被碰小球獲

3、得速度最大，根據(jù)動(dòng)量守恒定律 根據(jù)機(jī)械能守恒定律2 12m6.(= mv + mbv2 a 2 a 2 b由以上兩式解得 ：V ' b=Vama4mb因此最大射程為： 2x45OB =-x 44.8cm=76.8cm45+7.52maSm=ma4mtj14答案：(1)B(2) 76.82.如圖所示，氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦。在實(shí)驗(yàn)室中我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：導(dǎo)學(xué)號(hào)42722147a.松開(kāi)手白同時(shí)，記

4、錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，當(dāng)A、B滑塊分另碰撞 C、D擋板時(shí)計(jì)時(shí)器結(jié) 束計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá) C D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 3和12。b.在A、B間水平放入一個(gè)輕彈簧，用手壓住A、B使彈簧壓縮，放置在氣墊導(dǎo)軌上，并讓它靜止在某個(gè)位置。c.給導(dǎo)軌送氣，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平狀態(tài)。d.用刻度尺測(cè)出 A的左端至C板的距離Li；B的右端至D板的距離L2。(1)實(shí)驗(yàn)步驟的順序是。(2)實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量?jī)x器是 ,還需要測(cè)量的物理量是 。(3)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是 。(4)實(shí)驗(yàn)中彈簧與 A B滑塊是粘連好還是不粘連好 ？理由是【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先安裝儀器，給導(dǎo)

5、軌充氣，再將兩物體碰撞，測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，故實(shí)驗(yàn)操作的順序是 c、b、d、a。(2)、(3)滑塊在氣墊導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)A、B運(yùn)行的距離和時(shí)間可以求出分開(kāi)時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)Li3Li3量守恒定律得，mAVA=mvB,又va=,v b=,則m=mr二。知還需要測(cè)量 A、B的質(zhì)量 n、m?,所需的器材是天t工t3t工t2平。(4)只與A B中的某一個(gè)粘連好，這樣把彈簧的質(zhì)量考慮進(jìn)去，會(huì)減小系統(tǒng)誤差。不粘連好，A、B可能碰不 到C、D,使計(jì)時(shí)誤差大。(答案具有開(kāi)放性)。答案：(1)c、b、d、a (2)天平 滑塊A B的質(zhì)量 m、mB (3)m a =mBt工t2(4)不粘連好，可以避免因漏記

6、彈簧的動(dòng)量而帶來(lái)較大的實(shí)驗(yàn)誤差能力題組3.氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)，可忽略滑塊與導(dǎo)軌表面間的阻力影響，現(xiàn)借助其驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置質(zhì)量均為 m的A、B(圖中未標(biāo)出)兩滑塊，左側(cè)滑塊的左端、右側(cè)滑塊的右端分別與一條穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為f。氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后讓兩滑塊以大小不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。如圖所示的甲和乙為某次實(shí)驗(yàn)打出的、分別與兩個(gè)滑塊相連的兩條紙帶，在紙帶上以同間距的 6個(gè)連續(xù)打點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別測(cè)出其長(zhǎng)度為Si、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

7、填" A或“ B”)是與紙帶甲的l+fL I(選填“左”或“右”)端相連。(2)碰撞前A、B兩滑塊的動(dòng)量大小分別為 、，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證是否成立的表達(dá)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(jù)動(dòng)量守恒定律可知 甲中si和S3是兩物體相碰前打出的紙帶 ，s 2是相碰后打出的紙帶，所以，f塊A應(yīng)與甲紙帶的左側(cè)相連。(2)碰撞前物體的速度分別為515工vi = =0.2s ift STV2= =0.2s 3f t碰撞后兩物體的共同速度v=-=0.2s 2f t所以碰前兩物體動(dòng)量分別為pi =mv=0.2mfs i,p2=

8、mu=0.2mfs 3,總動(dòng)量為:p=p i-p 2=0.2mf(s i-s 3);碰后總動(dòng)量為：p ' =2mv=0.4mfs2。要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，則一定有：0.2mf(s i-s 3)=0.4mfs 2答案：(i)A 左 (2)0.2mfs i 0.2mfs 30.2mf(s i-s 3)=0.4mfs 24.現(xiàn)利用圖甲所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。在圖甲中 ，氣墊導(dǎo)軌上有 A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電 計(jì)時(shí)器(未完全畫(huà)出)可以記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間。導(dǎo)學(xué)號(hào)42722i48紙帶遮光

9、片I < B 1 白氣墊導(dǎo)軌甲乙驗(yàn)測(cè)得滑塊A的質(zhì)量m=0.3i0kg,滑塊B的質(zhì)量m>=0.i08kg,遮光片的寬度d=i.00cm;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率f=50.0Hz 。將光電門(mén)固定在滑塊 B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A 一向右的初速度，使它與B相碰。碰后光電計(jì)時(shí) 器顯示的時(shí)間為 A tB=3.500ms,碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示。若實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值(I碰撞前后總動(dòng)量之差施前總動(dòng)量Xi00%)最大為5%,本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？寫(xiě)出運(yùn)算過(guò)程。As【解析】按定義，滑塊運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小 v為v=7； Al式中A s為滑塊在很短時(shí)間 A t內(nèi)走過(guò)的路程設(shè)紙帶上相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為A t A,則1AtA=0.02s A t a可視為很短。設(shè)滑塊A在碰撞前、后瞬時(shí)速度大小分別為v。、VI。將式和圖給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入式可得vo=2.OOm/s vi=0.970m/s 設(shè)滑塊B在碰撞后的速度大小為 V2,由式有dV2=母片代入題給實(shí)驗(yàn)數(shù)