實(shí)驗(yàn)八驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

實(shí)驗(yàn)八驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1.(2024·湖北黃石高三期末)用如圖1甲所示的裝置，來驗(yàn)證碰撞過程中的動(dòng)量守恒。圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，O點(diǎn)為水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，A、B兩球的質(zhì)量之比mA∶mB＝3∶1。先使A球從斜槽上固定位置G由靜止釋放，在水平地面的記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡，重復(fù)10次，得到10個(gè)落點(diǎn)。再把B球放在水平槽上的末端R處，讓A球仍從位置G由靜止釋放，與B球碰撞，碰后A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)10次。A、B兩球在記錄紙上留下的落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊。圖1(1)碰撞后A球的水平射程應(yīng)取________cm；(2)本實(shí)驗(yàn)巧妙地利用小球飛行的水平距離表示小球的水平速度。下面的實(shí)驗(yàn)條件中，不能使小球飛行的水平距離表示為水平速度的是________；A.使A、B兩小球的質(zhì)量之比改變?yōu)?∶1B.升高固定點(diǎn)G的位置C.使A、B兩小球的直徑之比改變?yōu)?∶3D.升高桌面的高度，即升高R點(diǎn)距地面的高度(3)利用此次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)滿足表達(dá)式________________，則說明碰撞過程動(dòng)量守恒。2.實(shí)驗(yàn)小組采用如圖2所示的裝置進(jìn)行了彈性碰撞的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。圖2(1)在木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將木板緊貼槽口豎直放置，使小球A從斜槽軌道上某固定點(diǎn)C由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；(2)將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定，再使小球A從原固定點(diǎn)C由靜止釋放，撞到木板上留下痕跡；(3)把半徑相同的小球B(質(zhì)量小于小球A)靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球A仍從原固定點(diǎn)C由靜止釋放，與小球B相碰后，兩球撞在木板上留下痕跡；(4)M、P、N三點(diǎn)為球撞到木板上留下的痕跡，用刻度尺測(cè)量紙上O點(diǎn)到M、P、N三點(diǎn)的距離分別為y1、y2、y3。已知放小球B之前，小球A落在圖中的P點(diǎn)，則小球A和B發(fā)生碰撞后，球A的落點(diǎn)是圖中的______點(diǎn)，球B的落點(diǎn)是圖中的________點(diǎn)。若兩球發(fā)生的是彈性碰撞，應(yīng)滿足的表達(dá)式為________________。3.(2024·北京海淀區(qū)模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)制作了一個(gè)彈簧彈射裝置，輕彈簧兩端各放一個(gè)金屬小球(小球與彈簧不連接)，壓縮彈簧并鎖定，然后將鎖定的彈簧和兩個(gè)小球組成的系統(tǒng)放在內(nèi)壁光滑的金屬管中(管徑略大于兩球直徑)，金屬管水平固定在離地面一定高度處，在金屬管兩端各放置一個(gè)長(zhǎng)度相同木板，在長(zhǎng)木板上放有白紙和復(fù)寫紙，可以記錄小球在木板上落點(diǎn)的位置，如圖3所示。解除彈簧鎖定，則這兩個(gè)金屬小球可以同時(shí)沿同一直線向相反方向彈射?，F(xiàn)要探究彈射過程所遵循的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)小組配有足夠的基本測(cè)量工具，已知重力加速度為g，并按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：圖3①用天平測(cè)出兩球質(zhì)量分別為m1、m2；②解除彈簧鎖定彈出兩球，記錄下兩球在木板上的落點(diǎn)M、N；③兩球落地點(diǎn)M、N到木板上端的距離L1、L2。根據(jù)研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：(1)用測(cè)得的物理量來表示，如果滿足關(guān)系式____________________，則說明彈射過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒。(2)要測(cè)定彈射裝置在彈射時(shí)所具有的彈性勢(shì)能，還需要測(cè)量的物理量有____________，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，可得彈性勢(shì)能的表達(dá)式為____________________。4.如圖4所示，某學(xué)習(xí)小組用三枚相同的硬幣來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。將兩枚硬幣疊放粘連，記為A，另一枚硬幣記為B，在水平桌面左端固定一彈射裝置，PQ為中軸線，OO′與軸線垂直作為參考線。實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖4①如圖甲，將A從P沿PQ彈射，A停止后，測(cè)出其右端到OO′的距離s1；②如圖乙，將B靜置于軸線上，并使其左端與OO′相切；③如圖丙，將A壓縮彈簧至同甲位置，射出后在OO′處與B正碰，A、B停止后，測(cè)出A右端和B左端到OO′的距離s2、s3。請(qǐng)回答以下問題：(1)兩次從同一位置彈射A，目的是確保A到達(dá)OO′線時(shí)具有相同的________。(2)碰撞前瞬間A的速度大小與____________成正比。A.s1 B.s2C.eq\r(s1) D.eq\r(s2)(3)多次實(shí)驗(yàn)，若測(cè)量數(shù)據(jù)均近似滿足關(guān)系式________(用題中給定符號(hào)表示)，則說明硬幣碰撞過程中動(dòng)量守恒。5.(2022·全國(guó)甲卷，23)利用如圖5的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)碰撞過程進(jìn)行研究。讓質(zhì)量為m1的滑塊A與質(zhì)量為m2的靜止滑塊B在水平氣墊導(dǎo)軌上發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，比較碰撞后A和B的速度大小v1和v2，進(jìn)而分析碰撞過程是否為彈性碰撞。完成下列填空：圖5(1)調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平；(2)測(cè)得兩滑塊的質(zhì)量分別為0.510kg和0.304kg。要使碰撞后兩滑塊運(yùn)動(dòng)方向相反，應(yīng)選取質(zhì)量為________kg的滑塊作為A；(3)調(diào)節(jié)B的位置，使得A與B接觸時(shí)，A的左端到左邊擋板的距離s1與B的右端到右邊擋板的距離s2相等；(4)使A以一定的初速度沿氣墊導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰撞時(shí)刻開始到各自撞到擋板所用的時(shí)間t1和t2；(5)將B放回到碰撞前的位置，改變A的初速度大小，重復(fù)步驟(4)。多次測(cè)量的結(jié)果如下表所示；12345t1/s0.490.671.011.221.39t2/s0.150.210.330.400.46k＝eq\f(v1,v2)0.31k20.330.330.33(6)表中的k2＝________(保留2位有效數(shù)字)；(7)eq\f(v1,v2)的平均值為________(保留2位有效數(shù)字)；(8)理論研究表明，對(duì)本實(shí)驗(yàn)的碰撞過程，是否為彈性碰撞可由eq\f(v1,v2)判斷。若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則eq\f(