高二物理下冊暑假知識點訓練題15

驗證動量守恒定律1．在“驗證動量守恒定律”的實驗中，關于入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的說法中，正確的是()A．釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球的入射速度越小，誤差越小B．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確C．釋放點越高，兩球相碰時相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越小D．釋放點越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱螅讲蹖Ρ慌鲂∏虻淖枇υ叫〗馕觯涸搶嶒灝a(chǎn)生誤差的主要原因有：(1)兩球相碰時水平方向外力的影響；(2)小球做平拋運動時水平位移測量不準確；(3)沒有確保兩球在水平方向發(fā)生正碰．綜上可知B、C選項正確．答案：BC2．在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，實驗必須要求的條件是()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．碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行解析：做本實驗時，應注意每次實驗時入射小球與被碰小球碰前速度相同，且方向水平，故B、C、D三項正確．至于斜槽是否光滑無需考慮，A項錯誤．答案：BCD3．某同學把兩塊大小不同的木塊用細線連接，中間夾一被壓縮了的彈簧，如圖實－7－6所示，將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細線，觀察木塊的運動情況，進行必要的測量，驗證木塊間相互作用時動量守恒．圖實－7－6(1)該同學還必須有的器材是________________.(2)需要直接測量的數(shù)據(jù)是________________．(3)用所得數(shù)據(jù)驗證動量守恒的關系式是__________________________________．解析：這個實驗的思路與課本上采用的實驗的原理完全相同，也是通過測平拋運動的水平位移來代替它們作用完畢時的速度．答案：(1)刻度尺、天平(2)兩木塊的質(zhì)量m1、m2和兩木塊落地點分別到桌子兩側(cè)邊的水平距離x1、x2(3)m1x1＝m2x24．在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖實－7－7甲、乙所示的兩種裝置：圖實－7－7(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()A．m1＞m2，r1＞r2B．m1＞m2，r1＜r2C．m1＞m2，r1＝r2D．m1＜m2，r1＝r2(2)若采用圖乙所示裝置進行實驗，以下所提供的測量工具中必需的是________．A．直尺B．游標卡尺C．天平D．彈簧測力計E．秒表(3)設入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用圖甲所示裝置進行實驗時(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”的結(jié)論為________________________________________________________________________．(用裝置圖中的字母表示)解析：(1)為防止反彈造成入射球返回斜槽，要求入射球質(zhì)量大于被碰球質(zhì)量，即m1＞m2，為使入射球與被碰球發(fā)生對心碰撞，要求兩小球半徑相同．故選項C正確．(2)設a球碰前的速度為v1，a、b相碰后的速度分別為v1′、v2′.由于兩球都從同一高度做平拋運動，當以運動時間為一個計時單位時，可以用它們平拋的水平位移表示碰撞前后的速度．因此，驗證的動量守恒關系m1v1＝m1v1′＋m2v2′可表示為m1x1＝m1x1′＋m2x2′.所以需要直尺、天平，而無需彈簧測力計、秒表．由于題中兩個小球都可認為是從槽口開始做平拋運動的，兩球的半徑不必測量，故無需游標卡尺．(3)得出驗證動量守恒定律的結(jié)論應為m1OP＝m1OM＋m2O′N.答案：(1)C(2)AC(3)m1OP＝m1OM＋m2O′N5．某同學設計了一個用打點計時器做“驗證動量守恒定律”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，然后與原來靜止的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動．他設計的具體裝置如圖實－7－8所示，在小車后連接著紙帶，電磁打點計時器使用的電源頻率為50Hz，長木板墊著小木片以平衡摩擦力．圖實－7－8(1)若已得到打點紙帶如圖實－7－9所示，并測得各計數(shù)點間距(標在圖上)．A為運動起點，則應該選擇________段來計算A碰前的速度，應選擇________段來計算A和B碰后的共同速度．(以上空格選填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”)圖實－7－9(2)已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.40kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.20kg，由以上測量結(jié)果可得碰前m1v0＝________kg·m/s；碰后(m1＋m2)v共＝________kg·m/s.由此得出結(jié)論________________________________________________________．解析：(1)分析紙帶上的點跡可以看出，BC段既表示小車做勻速運動，又表示小車具有較大的速度，故BC段能準確地描述小車A碰前的運動情況，應當選擇BC段計算小車A碰前的速度，而DE段內(nèi)小車運動穩(wěn)定，故應選擇DE段計算碰后A和B的共同速度．(2)小車A碰撞前的速度v0＝eq\f(BC,5×\f(1,f))＝eq\f(10.50×10－2,5×0.02)m/s＝1.050m/s小車A在碰撞前m1v0＝0.40×1.050kg·m/s＝0.420kg·m/s碰后A和B的共同速度v共＝eq\f(DE,5×\f(1,f))＝eq\f(6.95×10－2,5×0.02)m/s＝0.695m/s碰撞后A和B：(m1＋m2)v共＝(0.20＋0.40)×0.695kg·m/s＝0.417kg·m/s結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞中mv的矢量和是守恒的．答案：(1)BCDE(2)0.4200.417在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞中mv的矢量和是守恒的6．某同學用圖實－7－10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10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，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．圖實－7－10(1)本實驗必須測量的物理量有________；A．斜槽軌道末端到水平地面的高度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OA、OB、OCF．a(chǎn)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)根據(jù)實驗要求，ma__________mb(填“大于”、“小于”或“等于”)；(3)放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時落地？如果不是同時落地，對實驗結(jié)果有沒有影響？(不必作分析)__________________________________；(4)為測定未放小球b時，小球a落點的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點對齊，圖實－7－11給出了小球a落點附近的情況，由圖可得OB距離應為__________cm；圖實－7－11(5)按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是___________________________．解析：(1)必須測量的物理量有兩小球的質(zhì)量ma、mb，各落點A、B、C到O點的距離OA、OB、OC，故選B、E.(2)為使a球碰b后不反彈，必須有ma>mb.(3)b球被碰飛出后，a球還要在水平段運動一小段，因此，b球先落地，但不影響實驗結(jié)果．(4)a點位置的范圍大致在45.85～46.05cm，中心位置大約在45.95cm.(5)maOB＝maOA＋mbOC答案：(1)BE(2)大于(3)b球先落地，對實驗結(jié)果無影響(4)45.95±0.02(5)maOB＝maOA＋mbOC圖實－7－127．用半徑相同的兩個小球A、B圖實－7－12驗裝置示意圖如圖實－7－12所示，斜槽與水平槽圓滑連接．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，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡．再把B球靜置于水平槽邊緣處，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留下各自的痕跡．記錄紙上的O點是重垂線所指的位置，若測得各落點痕跡到O點的距離：OM＝2.68cm，OP＝8.62cm，ON＝11.50cm，并知A、B兩球的質(zhì)量比為2∶1，則未放B球時A球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eq\f(|p－p′