2022高中物理高考講練系列學(xué)案實驗驗證動量守恒定律

實驗13:考證動量守恒定律【例1】如圖實所示,在做“考證動量守恒定律”實驗時,入射小球在斜槽上釋放點的高低直接影響實驗的正確性,下列說法正確的有（）A釋放點越高,兩球相碰時相互作用的內(nèi)力越大,外力（小支柱對被碰小球作使勁）的沖量就相對越小,碰撞前后總動量之差越小,因而誤差越小B釋放點越高C釋放點越低D釋放點越低

,入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖魇箘旁酱?小支柱對被碰小球作使勁越小,兩球飛翔的水平距離越靠近,測量水平位移的相對誤差就小,入射小球速度越小,小球受阻力就小,誤差就小答案A【例2】如右圖所示,在做“碰撞中的動量守恒”的實驗中,所用鋼球質(zhì)量m1=17g,玻璃球的質(zhì)量為m2=g,兩球的半徑均為r=cm,某次實驗獲得如下列圖所示的記錄紙（最小分度值為1cm）,其中/,碰后的動量/,被碰小球碰后的動量/（保存兩位有效數(shù)字）答案（1）斜槽尾端要水平,小支柱到槽口的距離等于小球直徑且兩小球相碰時球心在同一水平線上（2）略（3）【例3】某同學(xué)設(shè)計了一個用電磁打點計時器考證動量守恒定律的實驗:在小車A的前端粘有橡皮泥,推動小車A使之做勻速運動,然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體,持續(xù)做勻速運動他設(shè)計的裝置如圖（a）所示在小車A后連著紙帶,電磁打點計時器所用電源頻次為50H,長木板下墊著小木片以平衡摩擦力（1）若已測得打點紙帶如圖（點,則應(yīng)選段來計算A碰前的速度應(yīng)選或“BC”或“CD”或“DE”）（2）已測得小車A的質(zhì)量g·m/,

b）所示,并測得各計數(shù)點間距（已標(biāo)在圖示上）A為運動的起段來計算A和B碰后的共同速度（以上兩空選填“AB”m1=g,小車B的質(zhì)量為m2=g,則碰前兩小車的總動量為碰后兩小車的總動量為g·m/答案（1）BCDE（2）【例4】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滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑

,使考證動量守恒定律,實驗裝置如下圖,采用的實驗步驟如下:B的質(zhì)量mA、mB;b調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平;間放入一個被壓縮的輕彈簧,用電動卡銷鎖定,靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上;1;e按下電鈕松開卡銷,同時分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作,當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時計時結(jié)束,記下A、B分別抵達C、D的運動時間t1和t2（1）實驗中還應(yīng)測量的物理量及其符號是（2）利用上述測量的實驗數(shù)據(jù),考證動量守恒定律的表達式是,上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等,產(chǎn)生誤差的原因有（起碼答出兩點）答案A、B兩滑塊被壓縮的彈簧彈開后,在氣墊導(dǎo)軌上運動時可視為勻速運動,因此只需測出A與C的距離L1,B與D的距離L2及A到C,B到D的時間t1和t2測出兩滑塊的質(zhì)量,就能夠用mA=mB考證動量是否守恒（1）實驗中還應(yīng)測量的物理量為B與D的距離,符號為L22）考證動量守恒定律的表達式是mA=mB,產(chǎn)生誤差的原因:①L1、L2、mA、mB的數(shù)據(jù)測量誤差②沒有考慮彈簧推動滑塊的加快過程③滑塊并不是標(biāo)準(zhǔn)的勻速直線運動,滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦力1在做“碰撞中的動量守恒”的實驗中,入射球每次滾下都應(yīng)從斜槽上的同一地點無初速釋放,這是為了使（）A小球每次都能水平飛出槽口B小球每次都以相同的速度飛出槽口C小球在空中飛翔的時間不變D小球每次都能對心碰撞答案B2在“考證動量守恒定律實驗”中,下列對于小球落點的說法,正確的選項是（）A如果小球每次從同一點無初速度釋放,重復(fù)幾次的落點一定是重合的B由于偶然因素的存在,重復(fù)操作時小球落點不重合是正常的,但落點應(yīng)該比較密集的地點時,如果重復(fù)10次的落點分別是m2,半徑為r2,則（）

OP1OP2OP3OP10101,半徑為r1;被碰小球質(zhì)量為>m2,r1>r2>m2,r1m2,r1=r2<m2,r1=r2（2）為達成此實驗,以下所提供的測量工具中必需的是（填下列對應(yīng)的字母）A直尺B游標(biāo)卡尺C天平D彈簧秤E秒表（3）設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1,被碰小球的質(zhì)量為m2,1、m2及圖中字母表示）建立,即表示碰撞中動量守恒答案（1）C（2）AC（3）m1=m1m24（2022·青島模擬）用半徑相同的兩小球A、B的碰撞考證動量守恒定律,實驗裝置示意如下圖,球,使A球從斜槽上某一固定點C由靜止?jié)L下,球靜置于水平槽前端邊緣處,讓A球仍從C處由靜止?jié)L下,點是重垂線所指的地點,若測得各落點印跡到O的距離:=cm,=cm,=cm,并知A、B兩球的質(zhì)量比為2∶1,則未放ppB球時A球落地址是記錄紙上的點,系統(tǒng)碰撞前總動量p2）在以下選項中,本次實驗必須進行測量的有）球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）點相對于水平槽面的高度點相對于水平地面的高度球和B球碰撞后,測量A球落點地點到O點的距離球時,測量A球落點地點到O點的距離球的直徑答案（1）（2）ADE6如下圖裝置來考證動量守恒定律,質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點,質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上,O點到A球球心的距離為L,使懸線在A球釋放前伸直,且線與豎直線夾角為α,A球釋放后擺到最低點時恰與B球正碰,碰撞后,A球把輕質(zhì)指示針OC推移到與豎直線夾角β處,B球落到地面上,地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D,保持α角度不變,多次重復(fù)上述實驗,白紙上記錄到多個B球的落點（1）圖中應(yīng)是B球初始地點到的水平距離（2）為了考證兩球碰撞過程動量守恒,應(yīng)測得的物理量有:（3）用測得的物理量表示碰撞前后A球、B球的動量:A2gL(1cos)mA2gL(1cos)0mB知識整合操練高考題型1動量守恒定律的應(yīng)用【例1】（2022·山東·38（2））一個物體靜置于圓滑水平面上,外面扣一質(zhì)量為M的盒子圖甲所示現(xiàn)給盒子一初速度v0,今后,盒子運動的v-t圖象呈周期性變化,如圖乙所示請據(jù)此求盒內(nèi)物體的質(zhì)量

,如答案M題型2動量與機械能的綜合問題【例2】（2022·天津·24）圓滑水平面上放著質(zhì)量mA=1g的物塊

A與質(zhì)量mB=2g的物塊B,A與B均可視為質(zhì)點,A靠在豎直墻壁上,A、B間夾一個被壓縮的輕彈簧用手擋住B不動,此時彈簧彈性勢能E,=10m/2,求（1）繩拉斷后瞬間B的速度vB的大小

（彈簧與A、B均不拴接）,（2）繩拉斷過程繩對答案（1）5m/

A所做的功（2）8J

W1（2022·廣東·4）機車從靜止開始沿平直軌道做勻加快運動,所受的阻力始終不變,在此過程中,下列說法正確的是（）機車輸出功率漸漸增大機車輸出功率不變在隨意兩相等的時間內(nèi),機車動能變化相等在隨意兩相等的時間內(nèi),機車動量變化的大小相等答案AD2（2022·全國Ⅰ·20）一位質(zhì)量為好走開地面,速度為

m的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳

,經(jīng)

t時間,身體伸直并剛v在此過程中（）mgt,地面對他做的功為mgt,地面對他做的功為零

mv2,地面對他做的功為mv2,地面對他做的功為零答案B3（2022·廣東·19）如圖（a）所示,在圓滑絕緣水平面的AB地區(qū)內(nèi)存在水平向右的電場,電場強度E隨時間的變化如圖（b）所示,不帶電的絕緣小球1,帶電荷量為q,2=5m1,A、O間距為L0,O、B間距L=已知v220=3L0,T=1(3m)mv0hM2g（1）求碰撞后小球8Mv02（2）5（2022·北京·24）有兩個完全相同的小滑塊A和B,A沿圓滑水平面以速度v0與靜止在水平面邊緣O點的B發(fā)生正碰,曲線,如圖所示（1）已知滑塊質(zhì)量為m,碰撞時間為t,求碰撞過程中A對B平均沖力的大?。?）為了研究物體從圓滑拋物線軌道頂端無初速度下滑的運動,特制做一個與B平拋軌跡完全相同的圓滑軌道,并將該軌道固定在與OD曲線重合的地點,讓A沿該軌道無初速下滑（經(jīng)剖析,A下滑過程中不會脫離軌道）①剖析A沿軌道下滑到隨意一點的動量=2g的另一物體B以水平速度v0=2m/滑上原來靜止的長木板A的表面,由于A、B間存在摩擦,之后A、B速度隨時間變化情況如下圖,則下列說法正確的選項是（）A木板獲得的動能為2JB系統(tǒng)損失的機械能為4J的最小長度為1m、B間的動摩擦因數(shù)為答案CD6如下圖,完全相同的A、B兩物塊隨足夠長的水平傳送帶按圖中所示方向勻速運動A、B間夾有少量炸藥,對A、B在炸藥爆炸過程及隨后的運動過程有下列說法,其中正確的選項是（）A炸藥爆炸后瞬間,A、B兩物塊速度方向一定相同B炸藥爆炸后瞬間,A、B兩物塊速度方向一定相反C炸藥爆炸過程中,A、B兩物塊組成的系統(tǒng)動量不守恒B在炸藥爆炸后至A、B相對傳送帶靜止過程中動量守恒答案D7如下圖,一輛小車靜止在圓滑水平面上,A、B兩人分別站在車的兩頭當(dāng)兩人同時相向運動時（）A若小車不動,兩人速率一定相等B若小車向左運動,A的動量一定比B的小C若小車向左運動,A的動量一定比B的大D若小車向右運動,A的動量一定比B的大答案C的物塊甲以3m/的速度在圓滑水平面上運動,有一輕彈簧固定其上,另一質(zhì)量也為m的物體乙以4m/的速度與甲相向運動,如下圖,則（）A甲、乙兩物塊在彈簧壓縮過程中,由于彈力作用,動量不守恒B當(dāng)兩物塊相距最近時,甲物塊的速度為零C當(dāng)甲物塊的速度為1m/時,乙物塊的速率可能為2m/,也可能為0D甲物塊的速率可能達到5m/答案C二、計算闡述題（共4小題,共52分,其中9、10小題各12分,11、12小題各14分）的兩個物體,用一根細(xì)線相連,中間夾著一個被壓縮的輕質(zhì)彈簧,整個系統(tǒng)原來在圓滑水平地面上以速度v0向右勻速運動,如下圖以后細(xì)線斷裂,質(zhì)量為m的物體走開彈簧時的速度變?yōu)?v0求:彈簧在這個過程中做的總功2mv02答案310如下圖,在水平面上放置質(zhì)量為M=800g的木塊,一質(zhì)量為m=50g的子彈以v0=170m/的水平速度射入木塊,最終與木塊一同運動若木塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=,求木塊在地面上滑行的距離（取g=10m/2）答案25m11如下圖,圓滑水平面上放置質(zhì)量均為M=2g的甲、乙兩輛小車,兩車之間經(jīng)過一感覺開關(guān)相連（當(dāng)滑塊滑過感覺開關(guān)時,兩車自動分別）甲車上表面圓滑,乙車上表面與滑塊0.5.一=1g的滑塊/2）答案（1）4m/（2）m1