2023版新教材高考物理微專題小練習(xí)專題42實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

專題42實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1.[2022?廣東省六校第三次聯(lián)考]一個(gè)物理學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置和手機(jī)拍攝的連拍功能（相鄰兩張照片拍攝的時(shí)間間隔相同）來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．其實(shí)驗(yàn)步驟如下：a.用天平測(cè)出A、B兩個(gè)小球的質(zhì)量%、色（嗎〉嗎）；b.把坐標(biāo)紙緊貼在木板上，固定木板和斜槽在同一豎直面上，使斜槽末端保持水平，調(diào)整好手機(jī)的位置使攝像頭正對(duì)坐標(biāo)紙；以讓入射小球在斜槽上的P點(diǎn)由靜止釋放，小球離開斜槽后，啟動(dòng)手機(jī)連拍功能進(jìn)行拍攝，選擇小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的相鄰兩張照片，在坐標(biāo)紙上記錄下小球的位置，如圖乙所示；d.更換新的坐標(biāo)紙，將被碰小球放在斜槽末端，e.兩小球離開斜槽后，再次啟動(dòng)手機(jī)連拍功能進(jìn)行拍攝，選擇兩球同時(shí)在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的相鄰兩張照片，在坐標(biāo)紙上記錄小球的位置，如圖丙所示；根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下問題：（1）把實(shí)驗(yàn)d補(bǔ)充完整；⑵實(shí)驗(yàn)中放在斜槽末端的小球是（選填"A”或"B”）；（3）若小球碰撞過程中動(dòng)量守恒，則成立的表達(dá)式為：（從“mA”“mB”“xo”“y0”“x1”“y1”“x2”“y2”中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砹勘硎荆?2.[2020?全國(guó)卷I]某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)量定理，所用器材包括：氣墊導(dǎo)軌、滑塊（上方安裝有寬度為d的遮光片）、兩個(gè)與計(jì)算機(jī)相連接的光電門、砝碼盤和砝碼等.光也門遮光片A\丹氣氈導(dǎo)軌滑塊實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)開動(dòng)氣泵，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，輕推滑塊，當(dāng)滑塊上的遮光片經(jīng)過兩個(gè)光電門的遮光時(shí)間 時(shí)，可認(rèn)為氣墊導(dǎo)軌水平；(2)用天平測(cè)砝碼與砝碼盤的總質(zhì)量m1、滑塊(含遮光片)的質(zhì)量m2；(3)用細(xì)線跨過輕質(zhì)定滑輪將滑塊與砝碼盤連接，并讓細(xì)線水平拉動(dòng)滑塊；(4)令滑塊在砝碼和砝碼盤的拉動(dòng)下從左邊開始運(yùn)動(dòng)，和計(jì)算機(jī)連接的光電門能測(cè)量出遮光片經(jīng)過A、B兩處的光電門的遮光時(shí)間A%、Δt2及遮光片從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間t12；(5)在遮光片隨滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，如果將砝碼和砝碼盤所受重力視為滑塊所受拉力，拉力沖量的大小I=，滑塊動(dòng)量改變量的大小Δp=；(用題中給出的物理量及重力加速度g表示)⑹某次測(cè)量得到的一組數(shù)據(jù)為：d=1.000cm,m1=1.50×10-2kg,m2=0.400kg,Δtι=3.900×10-2s,Δt2=1.270×10-2s,tι2=1.50s,取g=9.80m∕s2.計(jì)算可得I=N?s,Δp=kg?m?s-1；(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)⑺定義δ=匕+×100%，本次實(shí)驗(yàn)δ=%(保留1位有效數(shù)字).3.[2022?江蘇省徐州市期中抽測(cè)]某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌上滑塊間的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,滑塊1上安裝遮光片,光電計(jì)時(shí)器可以測(cè)出遮光片經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間,滑塊質(zhì)量可以通過天平測(cè)出,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.(1)游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片寬度如圖乙所示，其寬度d=cm.(2)打開氣泵,待氣流穩(wěn)定后,將滑塊1輕輕從左側(cè)推出,發(fā)現(xiàn)其經(jīng)過光電門1的時(shí)間比光電門2的時(shí)間短,應(yīng)該調(diào)高氣墊導(dǎo)軌的 端(填“左”或“右”),直到通過兩個(gè)光電門的時(shí)間相等,即軌道調(diào)節(jié)水平.(3)在滑塊上安裝配套的粘扣.滑塊2(未安裝遮光片，質(zhì)量m2=120.3g)靜止在導(dǎo)軌上，輕推滑塊1(安裝遮光片，質(zhì)量m1=174.5g),使其與滑塊2碰撞，記錄碰撞前滑塊1經(jīng)過光電門1的時(shí)間Δtι,以及碰撞后兩滑塊經(jīng)過光電門2的時(shí)間Δt2.重復(fù)上述操作，多次測(cè)量得出多組數(shù)據(jù)如下表：Δt/ms164.7269.7370.6980.31104.05?t/sr115.514.314.112.59.6Δt/ms2109.08121.02125.02138.15185.19?tS129.28.38.07.25.4根據(jù)表中數(shù)據(jù)在方格紙上作出《-《圖線.若根據(jù)圖線得到的斜率kι數(shù)值近似等21于k2=.(用m1、m2表示)即可驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.5川川山川川川WIIlIlIlll910111213141516⑷多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)kι總大于k2,產(chǎn)生這一誤差的原因可能是A.滑塊2的質(zhì)量測(cè)量值偏大B.滑塊1的質(zhì)量測(cè)量值偏大C滑塊2未碰時(shí)有向右的初速度D.滑塊2未碰時(shí)有向左的初速度專題42實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1.(1)讓入射小球從P點(diǎn)由靜止開始釋放，使兩球正碰(2)B⑶mAx0=mAx1+mBx2解析：(1)為了讓小球入射速度不變，所以讓入射小球從P點(diǎn)由靜止開始釋放，使兩球正碰；(2)實(shí)驗(yàn)中放在斜槽末端的小球是被碰小球B.(3)碰撞時(shí)應(yīng)有mAV0=mAVA+mBVB，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有x=vt,小球從相同高度落下，故時(shí)間相等，上式中兩邊同乘以t，則有mAx0=mAx1+mBX2.(dd)2?⑴相等(5)mιgti2"仄工一ΔtJ(6)0.2210.212(7)4解析：(1)滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)可認(rèn)為阻力為零，當(dāng)導(dǎo)軌水平放置時(shí)滑塊勻速運(yùn)動(dòng)，遮光片通過兩光電門的遮光時(shí)間相等．(5)將砝碼和砝碼盤所受重力作為滑塊所受拉力時(shí)，由沖量定義可知I=mgt.滑塊通過兩光電門時(shí)的速度大小分別為匕=二、v=-τd-,故此112 AΔt1BΔt2「，一 (dd) 一過程中滑塊動(dòng)量改變量的大小為Δp=m2VB—m2VA=m2[xt—xtJ.(6)將數(shù)據(jù)代入上述表達(dá)21式可得I≈0.221N?S?Δp≈0.212kg-m/s.⑺由定義得δ=IIAp×100%=4%.3.(1)2.850⑵左(3)見解析圖m+m(4)AC12解析：(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為28mm+10×0.05mm=28.50mm=2.850cm.(2)滑塊經(jīng)過光電門1的時(shí)間比光電門2的時(shí)間短，說明滑塊做減速運(yùn)動(dòng)，是由于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)低造成的，應(yīng)將左端調(diào)高.(3)作出仄^—六圖線如圖所示，若滿足動(dòng)量守恒，則有噌=網(wǎng)+"且\丁一整理得1m= 1Δtm+m?,k=3At1 2m1+m2⑷若滑塊2的質(zhì)量測(cè)量值偏大，則計(jì)算值k2偏小，則有kJ.，A正確；若滑塊1的質(zhì)