高考物理一輪復(fù)習(xí)第7章動量守恒定律實驗專題七第34講驗證動量守恒定律學(xué)案含解析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第34講驗證動量守恒定律一、實驗?zāi)康尿炞C碰撞中的動量守恒。二、實驗器材斜槽、鉛垂線、兩個大小相同而質(zhì)量不等的小球、天平、白紙、復(fù)寫紙、刻度尺、圓規(guī)?？键c一實驗原理與操作1實驗原理(1)如圖所示，讓質(zhì)量較大的小球與靜止且質(zhì)量較小的小球正碰，根據(jù)動量守恒定律應(yīng)有m1v1m1v1m2v2。(2)小球從斜槽上滾下后做平拋運(yùn)動，其水平速度等于水平位移和運(yùn)動時間的比，而從同一高度開始做平拋運(yùn)動的小球運(yùn)動時間相同，則它們的水平位移之比等于水平速度之比，則動量守恒時有m1·m1·m2·，在實驗中測出m1、m2及、和并代入上式，即可驗證碰撞前、后兩小球組成

2、的系統(tǒng)的動量是否守恒。2實驗步驟(1)將斜槽固定在桌邊使其末端的切線水平。(2)在地板上合適的位置鋪上白紙并在相應(yīng)的位置鋪上復(fù)寫紙，用小鉛錘把斜槽末端即入射球的重心投影到白紙上，標(biāo)為O點。(3)不放被碰小球時，讓入射小球從斜槽同一高度由靜止開始滾下10次，用圓規(guī)找出小球通過復(fù)寫紙印在白紙上的落點的平均位置，標(biāo)為P點。(4)把被碰小球放在槽口末端，然后讓入射小球從原高度滾下與被碰小球碰10次，用圓規(guī)分別找出入射小球和被碰小球落點的平均位置，標(biāo)為M、N。(5)用天平測出兩個小球的質(zhì)量m1、m2，用刻度尺測出、。(6)將數(shù)據(jù)代入m1·m1·m2·，驗證碰撞過程中的動量是

3、否守恒。如圖所示為“驗證碰撞中的動量守恒”實驗裝置示意圖。(1)入射小球1與被碰小球2直徑相同，均為d，它們的質(zhì)量相比較，應(yīng)是m1_m2。(2)為了保證小球做平拋運(yùn)動，必須調(diào)整斜槽使_。(3)以下提供的器材中，本實驗必須用到的有_(填選項前的字母)。A刻度尺 B游標(biāo)卡尺C天平 D秒表(4)繼續(xù)實驗步驟為：A在地面上依次鋪白紙和復(fù)寫紙。B確定重錘對應(yīng)點O。C不放球2，讓球1從斜槽滑下，確定落點位置P。D把球2放在立柱上，讓球1從斜槽滑下，與球2正碰后，確定球1和球2落點位置M和N。E用刻度尺量出、。F比較m1m2與m1，驗證動量守恒。上述步驟有幾步不完善或有錯誤，請指出并寫出相應(yīng)的正確步驟。_。

4、解析(1)為了避免m1被反彈回來，應(yīng)使m1m2。(2)碰撞前后應(yīng)使小球速度沿水平方向，故應(yīng)使斜槽末端切線水平。(3)測水平距離來表示速度大小，應(yīng)該有刻度尺；求動量應(yīng)該知道質(zhì)量大小，應(yīng)有天平。(4)應(yīng)使球1從同一位置由靜止釋放。水平距離應(yīng)該從球心位置開始算。答案(1)(2)斜槽末端切線水平(3)AC(4)D不完善，小球1應(yīng)從斜槽的同一高度由靜止釋放；F錯誤，應(yīng)驗證：m1m1m2(d)方法感悟(1)入射小球A和被碰小球B的大小應(yīng)完全相同，且m1>m2。(2)入射小球每次都必須從斜槽上的同一位置由靜止?jié)L下。(3)斜槽末端切線方向必須水平，被碰小球放在斜槽末端邊緣處。(4)兩球碰撞時，球心應(yīng)等高

5、(或在同一水平線上)。某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗，先將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壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道水平段的最右端上，讓a球仍從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(fù)10次。(1)本實驗必須測量的物理量有_。A斜槽軌道末端距水平地面的高度HB小球a、b的質(zhì)量ma、mbC小球a、b的半徑rD小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間tE記錄紙上O點到A、B、C各點的距離 、Fa球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(2)放上被碰小球b，兩球(ma>mb)相碰

6、后，小球a、b的落地點依次是圖中水平面上的_點和_點。(3)某同學(xué)在做實驗時，測量了過程中的各個物理量，利用上述數(shù)據(jù)驗證碰撞中的動量守恒，那么判斷的依據(jù)是看_和_在誤差允許范圍內(nèi)是否相等。答案(1)BE(2)AC(3)ma·ma·mb·解析(1)計算動量應(yīng)該知道質(zhì)量大小和速度大小(用水平距離表示)。(2)碰撞后，b球的速度大，水平距離大，落地點為C點；a球的速度小，水平距離小，落地點為A點。(3)若動量守恒，則ma·ma·mb·?？键c二數(shù)據(jù)處理與誤差分析1數(shù)據(jù)處理本實驗運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，即將測量小球做平拋運(yùn)動的初速度轉(zhuǎn)換成測平拋運(yùn)動的水平位

7、移；由于本實驗僅限于研究系統(tǒng)在碰撞前后動量的關(guān)系，所以各物理量的單位不必統(tǒng)一使用國際單位制單位。2誤差分析(1)系統(tǒng)誤差主要來源于裝置本身是否符合要求，即：碰撞是否為一維碰撞。斜槽末端切線是否水平，從而保證做平拋運(yùn)動。(2)偶然誤差主要來源于質(zhì)量m和水平位移x的測量。如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。(1)實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過僅測量_(填選項前的符號)，間接地解決這個問題。A小球開始釋放高度hB小球拋出點距地面的高度HC小球做平拋運(yùn)動的射程(2)圖中O點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影。實驗

8、時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程。然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是_。(填選項前的符號)A用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2B測量小球m1開始釋放高度hC測量拋出點距地面的高度HD分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、NE測量平拋射程、(3)經(jīng)測定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖所示。碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1，則p1p1_11；若碰撞后m2的動量為p2，則p1p211_。實驗結(jié)果表明，碰

9、撞前、后總動量的比值為_。(4)有同學(xué)認(rèn)為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì)(質(zhì)量不變)，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運(yùn)動的射程增大。請你用(3)中已知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球m2平拋運(yùn)動射程的最大值為_cm。解析(1)小球碰前和碰后的速度都用平拋運(yùn)動來測定，即v，而由Hgt2知，每次豎直高度相等，所以平拋時間相等，則有m1·m1·m2·，可得m1·m1·m2·。故只需測量射程，因而選C。(2)由表達(dá)式知：在已知時，需測量m1、m2、和，故必要步驟有A、D、E。(3)p1m1·，p1m1·，聯(lián)立可得p1p

10、144.8035.201411p2m2·則p1p2112.9故1.01(4)其他條件不變，使最大，則m1、m2發(fā)生彈性碰撞，則其動量和機(jī)械能均守恒，有m1v0m1v1m2v2，mvm1vm2v可得v2而v2，v0故·×44.80 cm76.80 cm。答案(1)C(2)ADE(3)142.91.01(4)76.80方法感悟在實驗過程中一定要使實驗盡可能符合動量守恒的條件，即系統(tǒng)受到的合外力為零或某一方向系統(tǒng)受到的合外力等于零。我們常采用氣墊導(dǎo)軌來減小摩擦阻力，達(dá)到理想的實驗效果。若用小球的碰撞實驗驗證動量守恒，則要保證小球的碰撞是對心碰撞，并且讓主碰球的質(zhì)量大于被

11、碰球的質(zhì)量?！膀炞C碰撞中的動量守恒”實驗的裝置示意圖如圖所示，斜槽與水平槽平滑連接。實驗時先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面上的記錄紙上并留下痕跡，再把B球靜置于水平槽末端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上并留下各自的痕跡，記錄紙上的O點是鉛垂線所指的位置。若測得各落點痕跡到O點的距離分別為OM2.68 cm，8.62 cm，11.50 cm，已知A、B兩球的質(zhì)量之比為21，則未放B球時A球的落地點是記錄紙上的_點，系統(tǒng)碰撞前總動量p與碰撞后總動量p的百分誤差_%(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。答案P2解析放上被碰小球B后，碰后A球的速

12、度一定比未放B球時小，落點離O點最近，而小球B的質(zhì)量較小，碰后速度應(yīng)大些，故未放被碰小球B時，A球的落點應(yīng)為P點，2%。考點三實驗改進(jìn)與創(chuàng)新用斜槽驗證動量守恒定律是本實驗主要的考查方式，除此之外驗證動量守恒定律的方法還有很多，可以用氣墊導(dǎo)軌，還可以用等長懸線懸掛等大的小球完成。一般考查實驗步驟、動量守恒定律的表達(dá)式及實驗的注意事項。方案一、利用氣墊導(dǎo)軌和光電門完成實驗1實驗器材氣墊導(dǎo)軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等。如圖所示。2實驗步驟(1)用天平測出滑塊質(zhì)量。(2)正確安裝好氣墊導(dǎo)軌和各種實驗器材。(3)接通電源，利用配套的光電計時裝置

13、測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(改變滑塊的質(zhì)量。改變滑塊的初速度大小和方向)。3數(shù)據(jù)處理(1)滑塊速度的測量：v，式中x為滑塊擋光片的寬度(儀器說明書上給出，也可直接測量)，t為數(shù)字計時器顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過光電門的時間。(2)驗證的表達(dá)式：m1v1m2v2m1v1m2v2。方案二、利用兩輛小車在光滑木板上完成實驗1實驗器材光滑長木板、打點計時器、學(xué)生電源、紙帶、刻度尺、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥。如圖所示。2.實驗步驟(1)用天平測出兩小車的質(zhì)量。(2)將打點計時器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥。(3)接通電源

14、，讓小車A運(yùn)動，小車B靜止，兩車碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一個整體運(yùn)動。(4)測速度：通過紙帶上兩計數(shù)點間的距離及時間，由v 算出速度。(5)改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實驗。3數(shù)據(jù)處理(1)小車速度的測量：v，式中x是紙帶上兩計數(shù)點間的距離，可用刻度尺測量，t為小車經(jīng)過x的時間，可由打點間隔算出。(2)驗證的表達(dá)式：m1v(m1m2)v。方案三、利用等長擺球的一維碰撞完成實驗1實驗器材帶細(xì)線的擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、刻度尺、坐標(biāo)紙、膠布等。2實驗步驟(1)用天平測出兩小球的質(zhì)量m1、m2。(2)把兩個等大的小球用等長懸線懸掛起來(靜止時兩小球剛好接觸)。(3)一個小球

15、靜止，拉起另一個小球，放下時它們相碰。如圖所示。(4)可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應(yīng)小球的速度；測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速度。(5)改變碰撞條件，重復(fù)實驗。3數(shù)據(jù)處理(1)擺球速度的測量：v，式中h為小球釋放時(或碰撞后擺起)的高度，h可用刻度尺測量(也可由量角器和擺長計算出)。(2)驗證的表達(dá)式：m1v1m1v1m2v2。氣墊導(dǎo)軌工作時，可忽略滑塊與導(dǎo)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(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(dǎo)軌正

16、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(yùn)動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)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)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_(填“A”或“B”)是與紙帶甲的_(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(dá)式為_(用題目所給的已知量表示)。解析(1)因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根據(jù)動量守恒定律可知，圖中s1和s3是兩物體

17、相碰前打出的紙帶，s2是相碰后打出的紙帶，所以滑塊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：v10.2s1fv20.2s3f碰撞后兩物體的共同速度：v0.2s2f所以碰前兩物體動量分別為：p1mv10.2mfs1，p2mv20.2mfs3，總動量為pp1p20.2mf(s1s3)；碰后總動量為：p2mv0.4mfs2。要驗證動量守恒，則需驗證02mf(s1s3)0.4mfs2是否成立。答案(1)A左(2)0.2mfs10.2mfs30.2mf(s1s3)0.4mfs2方法感悟創(chuàng)新實驗注意事項(1)前提條件：碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”。(2)方案提醒若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行驗證，

18、調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時，應(yīng)注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平。若利用擺球進(jìn)行驗證，兩擺球靜止時球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將擺球拉起后，兩擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。若利用兩小車相碰進(jìn)行驗證，要注意平衡摩擦力。某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。圖中兩擺擺長相同，懸掛于同一高度，A、B兩擺球均很小，質(zhì)量之比為12。當(dāng)兩擺球均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時，其側(cè)面剛好接觸。向右上方拉動B球使其擺線伸直并與豎直方向成45°角，然后將其由靜止釋放。結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起擺動，且最大擺角為30°。若本實驗允許的最大誤差為±4%，此實驗是否成功地驗證了動量守恒定律？答案見解析解析設(shè)擺

19、球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，擺長為l，B球的初始高度為h1，碰撞前B球的速度為vB。在不考慮擺線質(zhì)量的情況下，根據(jù)題意及機(jī)械能守恒定律得h1l(1cos45°)mBvmBgh1設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動量大小分別為p1、p2。有p1mBvB聯(lián)立得p1mB同理可得p2(mAmB)則有代入已知條件得：1.01由此可以推出<4%所以，此實驗在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律。課后作業(yè)1(2018·和平區(qū)模擬)在“驗證動量守恒定律”的實驗中，一般采用如圖所示的裝置：(1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則_。Am1>m2，r1>

20、;r2 Bm1>m2，r1<r2Cm1>m2，r1r2 Dm1<m2，r1r2(2)以下所提供的測量工具中必需的是_。A刻度尺 B游標(biāo)卡尺C天平 D彈簧測力計E秒表(3)在做實驗時，對實驗要求，以下說法正確的是_。A斜槽軌道必須是光滑的B斜槽軌道末端的切線是水平的C入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下D釋放點越高，兩球碰后水平位移越大，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準(zhǔn)確(4)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用如圖所示裝置進(jìn)行實驗時(P為碰前入射小球落點的平均位置)，所得“驗證動量守恒定律”的表達(dá)式為_。(用裝置圖中的字母表示)答案(1)C(

21、2)AC(3)BCD(4)m1·m1·m2·解析(1)在小球碰撞過程中水平方向動量守恒，則有m1v0m1v1m2v2，在碰撞過程中動能不增加，則有m1vm1vm2v，解得v1v0，要使碰后入射小球的速度v1>0，則m1m2>0，即m1>m2，為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑應(yīng)相同，r1r2，故C正確。(2)P為碰前入射小球落點的平均位置，M為碰后入射小球落點的平均位置，N為碰后被碰小球落點的平均位置，碰撞前入射小球的速度v1，碰撞后入射小球的速度v2，碰撞后被碰小球的速度v3，若m1v1m2v3m1v2，則表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守

22、恒，整理得m1·m1·m2·，因此需要的測量工具有刻度尺和天平，故A、C正確。(3)驗證動量守恒定律的實驗，必須保證斜槽軌道末端切線水平，斜槽軌道不必要光滑，故A錯誤，B正確；為保證球的初速度相等，入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故C正確；釋放點越高，水平位移越大，位移測量的相對誤差就越小，故D正確。(4)根據(jù)(2)的解答可知，表達(dá)式為m1·m1·m2·。2(2018·大連模擬)如圖甲所示，在做驗證動量守恒定律的實驗時，小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運(yùn)動。然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)勻

23、速運(yùn)動，在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50 Hz，長木板右端下面墊放小木片用以平衡摩擦力。(1)若獲得紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點間距(已標(biāo)在圖上)。A為運(yùn)動起始的第一點，則應(yīng)選_段來計算A的碰前速度，應(yīng)選_段來計算A和B碰后的共同速度。(選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)(2)已測得小車A的質(zhì)量mA0.30 kg，小車B的質(zhì)量為mB0.20 kg，由以上測量結(jié)果可得碰前系統(tǒng)總動量為_ kg·m/s，碰后系統(tǒng)總動量為_ kg·m/s。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)實驗結(jié)論：_。答案(1)BCDE(2)1.041.03(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，小車A、B

24、組成的系統(tǒng)碰撞前后總動量守恒解析(1)推動小車由靜止開始運(yùn)動，故小車有個加速過程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動，即在相同的時間內(nèi)通過的位移相同，故BC段為勻速運(yùn)動的階段，故選BC計算碰前的速度；碰撞過程是一個變速運(yùn)動的過程，而A和B碰后共同運(yùn)動時做勻速直線運(yùn)動，故在相同的時間內(nèi)通過相同的位移，故應(yīng)選DE段來計算碰后共同的速度。(2)碰前系統(tǒng)的動量即A的動量，p1mAv0mA·0.30× kg·m/s1.04 kg·m/s，碰后的總動量p2(mAmB)v2(mAmB)·0.50× kg·m/s1.03 kg·m/s。(3)

25、由實驗數(shù)據(jù)可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，小車A、B組成的系統(tǒng)碰撞前后總動量守恒。3(2018·濟(jì)寧模擬)為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實驗：用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1和m2(m1>m2)。按照如圖所示的那樣，安裝好實驗裝置。將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端處的切線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端。先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置。將小球m2放在斜槽末端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和m2在

26、斜面上的落點位置。用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離，圖中D、E、F點是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點位置，到B點的距離分別為LD、LE、LF。(1)小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點是圖中的_點，m2的落點是圖中的_點。(2)用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式_，則說明碰撞中動量守恒。(3)用測得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式_，則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞。答案(1)DF(2)m1m1m2(3)m1LEm1LDm2LF解析設(shè)斜面BC的傾角為，小球從斜面頂端平拋落到斜面上，位移大小為L，由平拋運(yùn)動的知識可知，Lcosvt，Lsingt2，可得vLcoscos，由于、g

27、都是恒量，所以v，v2L，所以動量守恒的表達(dá)式可以化簡為m1m1m2，彈性碰撞時機(jī)械能守恒的表達(dá)式可以化簡為m1LEm1LDm2LF。4(2018·衡陽模擬)某同學(xué)用圖示裝置研究碰撞中的動量守恒，實驗中使用半徑相等的兩小球A和B，實驗的主要步驟如下：A用天平測得A、B兩球的質(zhì)量分別為m1、m2，且m1>m2B如圖所示安裝器材，在豎直木板上記下O點(與置于C點的小球球心等高)，調(diào)節(jié)斜槽使其末端C切線水平C先在C處不放球B，將球A從斜槽上的適當(dāng)高度由靜止釋放，球A拋出后撞在木板上的平均落點為PD再將球B置于C點，讓球A從斜槽上同一位置靜止釋放，兩球碰后落在木板上的平均落點為M、NE

28、用刻度尺測出三個平均落點到O點的距離分別為hM、hP、hN回答下列問題：(1)若C點到木板的水平距離為x，小球平均落點到O點的距離為h，重力加速度為g，則小球做平拋運(yùn)動的初速度v0_。(2)上述實驗中，碰后B球的平均落點位置應(yīng)是_(選填“M”或“N”)。(3)若關(guān)系式_(用題中所測量的物理量的符號表示)成立，則說明了兩小球碰撞中動量守恒。答案(1)x(2)M(3)m1m1m2解析(1)由平拋運(yùn)動規(guī)律得，豎直方向hgt2，水平方向xv0t，解得水平速度v0x。(2)由于水平位移相同，碰后速度越大，則飛行時間越短，豎直方向下落高度越小，故碰后B球的平均落點應(yīng)在M處。(3)根據(jù)(1)中所求可得，碰前

29、A球的速度vAx；碰后A、B兩球的速度分別為vAx，vBx，根據(jù)動量守恒定律得m1vAm1vAm2vB，代入速度表達(dá)式，化簡可得m1m1m2，即只要上式成立，則可以驗證動量守恒。5. (2018·長沙模擬)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，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)動可視為沒有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計)，采用的實驗步驟如下：a用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；b調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；c在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定

30、，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上；d用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1；e按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動時間的計時器開始工作。當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動時間t1和t2。(1)實驗中還應(yīng)測量的物理量是_。(2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是_。上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因可能是_(至少寫出兩點)。(3)利用上述實驗數(shù)據(jù)是否可以測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小？_(選填“可以”或“不可以”)。答案(1)B的右端至D板的距離L2(2)mAmB0測量時間、距離、質(zhì)量等存在誤差；由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不

31、水平等造成誤差(3)可以解析(1)若系統(tǒng)動量守恒，則mAvAmBvB0，由于系統(tǒng)不受摩擦，故滑塊在水平方向做勻速直線運(yùn)動，則有vA，vB，所以還要測量的物理量是B的右端至D板的距離L2。(2)若要驗證動量守恒定律，則應(yīng)驗證mAvAmBvB0成立，即mAmB0。由實驗原理與實驗步驟可知，產(chǎn)生誤差的原因有：L1、L2、t1、t2、mA、mB的數(shù)據(jù)測量誤差；沒有考慮彈簧推動滑塊的加速過程；滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦力；氣墊導(dǎo)軌不完全水平。(3)根據(jù)能量守恒定律，被壓縮彈簧的彈性勢能EpmAvmBv，將vA、vB代入上式得EpmA2mB·2，故可以測出彈簧的彈性勢能。6(2018·太原

32、模擬)某實驗小組用圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律。實驗時，先將金屬小球A從斜槽上某一固定位置由靜止釋放，A從斜槽末端飛出后落到水平地面的記錄紙上留下落點痕跡，重復(fù)10次。把相同半徑的塑料小球B放在與斜槽末端等高的支柱上，讓A仍從斜槽上同一位置由靜止釋放，與B碰撞后，A、B分別在記錄紙上留下落點痕跡，重復(fù)10次。圖中O點是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點，M、P、N分別為小球落點的痕跡，小立柱與斜槽末端的距離等于小球的直徑。(1)下列說法正確的是()A斜槽的末端必須水平B需要測量斜槽末端距地面的高度C圖中M點是未放小球B時小球A的落點痕跡D圖中P點是未放小球B時小球A的落點痕跡(2)用螺旋測微器

33、測量小球的直徑時示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑d_ mm。(3)實驗中測出小球的直徑及M、P、N與O點的距離分別用d、OM、OP、ON表示，若碰撞過程中動量守恒，則兩小球的質(zhì)量之比為_(用所給符號表示)。答案(1)AD(2)7.500(7.4987.502均可)(3)解析(1)斜槽的末端必須水平才能保證兩小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動，A正確；本實驗是根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律驗證動量守恒定律，需要測量的是A、B兩小球拋出的水平射程，因為拋出高度相同，落地時間一樣，驗證時等式兩端會把時間消去，所以不需要測高度，B錯誤；碰撞后A球速度小，B球速度大，因為落地時間一樣，所以M點是碰撞后A球落點，N點是B球落點，而

34、P點就是沒有發(fā)生碰撞時A球的落點，C錯誤，D正確。(2)螺旋測微器讀數(shù)為7.5 mm0.000 mm7.500 mm。(3)根據(jù)實驗原理可知mAv0mAv1mBv2，因為下落時間一樣，所以mAOPmAOMmB(ONd)，所以兩小球質(zhì)量之比為。7(2018·安徽五校聯(lián)考)如圖是用來驗證動量守恒的實驗裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點，O點下方桌子的邊緣有一豎直立柱。實驗時，調(diào)節(jié)懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高。將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上，釋放球1，當(dāng)它擺到懸點正下方時與球2發(fā)生對心碰撞，碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點，球2落到水平地面上的C點。測出

35、有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒，現(xiàn)已測出A點離水平桌面的距離為a、B點離水平桌面的距離為b、C點與桌子邊沿間的水平距離為c。此外：(1)還需要測量的量是_、_和_。(填物理量的名稱及其表示字母)(2)根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該實驗中動量守恒的表達(dá)式為_。(忽略小球的大小)答案(1)彈性球1、2的質(zhì)量m1、m2 立柱高h(yuǎn)桌面離水平地面的高度H(2)2m12m1m2解析(1)要驗證動量守恒必須知道兩球碰撞前后的動量變化，根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b及立柱高h(yuǎn)，由機(jī)械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再測量彈性球1的質(zhì)量m1，就能求出彈性球1的動量變化；根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律，只要測出立柱高h(yuǎn)和桌