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备考2020年高考物理一轮复习:26 实验: 验证动量守恒定...

更新时间:2019-11-07 浏览次数:264 类型:一轮复习
一、实验探究题
  • 1. (2019高二上·应县月考) 如图所示,为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图。已知a、b小球的质量分别为ma、mb , 半径相同,图中P点为单独释放a球的平均落点,M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置.

    1. (1) 本实验必须满足的条件是___________.
      A . 斜槽轨道必须是光滑的 B . 斜槽轨道末端的切线水平 C . 入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放 D . 入射球与被碰球满足ma=mb
    2. (2) 为了验证动量守恒定律,需要测量OP间的距离x1、OM间的距离x2.
    3. (3) 为了验证动量守恒,需验证的关系式是.
  • 2. (2018高二上·顺义期中) 用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。

    在做“验证动量守恒定律”的实验时

    1. (1) 实验必须满足的条件是______。
      A . 斜槽轨道必须是光滑的 B . 斜槽轨道末端的切线是水平的 C . 入射球每次都要从同一高度由静止释放 D . 实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
    2. (2) 实验中要完成的必要步骤是______ 填选项前的字母
      A . 用天平测量两个小球的质量 B . 测量抛出点距地面的高度H C . 用秒表测出小球做平抛运动的时间t D . 分别确定 碰撞前后落地点的位置和 碰后的落地点P、M、N,并用刻度尺测出水平射程OP,OM,ON。
    3. (3) 入射小球质量为 ,被碰小球质量为 ,两小球的质量应满足 选填“大于”“小于”或“等于”
    4. (4) 若所测物理量满足表达式则可判定两个小球相碰前后动量守恒。
    5. (5) 若碰撞是弹性碰撞,那么所测物理量还应该满足的表达式为
  • 3. (2019高一下·内江期末) 某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。气垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。则:

    ⑴下面是实验的主要步骤:

    ①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;

    ②向气垫导轨通入压缩空气;

    ③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终与导轨在水平方向上;

    ④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹簧片;

    ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;

    ⑥先接通打点计时器的电源,然后放开滑块1,让滑块带动纸带一起运动;

    ⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图所示;

    ⑧测得滑块1的质量为310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g。

    ⑵由于打点计时器每隔0.02s打一个点,那么,两滑块相互作用以前滑块1的速度v=m/s。系统的总动量为kg•m/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为kg•m/s(结果保留三位有效数字)。

    ⑶试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是

  • 4. (2019高一下·石家庄期末) 某同学用如图所示装置探究“碰撞过程中的不变量”:将长木板放在水平桌面上,小车甲、乙放在长木板上,小车甲的前端粘有橡皮泥,后端连有纸带,纸带穿过打点计时器。将小木片垫在长木板下适当位置,推动小车甲使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体,而后两车继续做匀速直线运动。已知打点计时器的打点频率为50Hz。

     

    1. (1) 实验得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间距并标在图上,A为运动起始的第一点,则应选段计算小车甲的碰前速度,应选段来计算小车甲和乙碰后的共同速度。(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)

      A

    2. (2) 测得小车甲的质量m=0.40kg,小车乙的质量m=0.20kg,由以上测量结果可得碰前系统总动量为kg·m/s,碰后系统总动量为kg·m/s。(结果均保留三位有效数字)
    3. (3) 通过计算得出的结论是
  • 5. (2019高一下·长春期末) 某小组同学为了验证动量守恒定律,在实验室找到了如图所示的实验装置.测得大小相同的a、b小球的质量分别为ma、mb , 实验得到M、P、N三个落点。图中P点为单独释放a球的平均落点。

    1. (1) 本实验必须满足的条件是________.
      A . 两小球的质量满足ma=mb B . 斜槽轨道必须是光滑的 C . 斜槽轨道末端的切线水平 D . 入射小球a每次都从斜槽上的不同位置无初速度释放
    2. (2) a、b小球碰撞后,b球的平均落点是图中的.(填M或N)
    3. (3) 为了验证动量守恒定律,需要测量OM间的距离 ,还需要测量的物理量有(用相应的文字和字母表示).
    4. (4) 如果碰撞过程动量守恒,两小球间满足的关系式是(用测量物理量的字母表示).
  • 6. (2019高一下·兰州期末) 为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞,某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球,按下述步骤做了如下实验:

    ①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2 , 且m1>m2)。

    ②按照如图所示的那样,安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端处的切线水平,将一斜面BC连接在斜槽末端。

    ③先不放小球m2 , 让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置。

    ④将小球m2放在斜槽末端边缘处,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和m2在斜面上的落点位置。

    ⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离,图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF

    1. (1) 小球m1和m2发生碰撞后,m1的落点是图中的点,m2的落点是图中的点。
    2. (2) 用测得的物理量来表示,只要满足关系式,则说明碰撞中动量守恒。
    3. (3) 用测得的物理量来表示,只要再满足关系式,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。
  • 7. (2019高一下·通榆月考) 某同学用如图1所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.

    1. (1) 实验中必须要求的条件是_______
      A . 斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B . 斜槽轨道末端的切线必须水平 C . 入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同 D . 入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
    2. (2) 在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量_______(填选项号)
      A . 水平槽上未放B球时,测量A球落点P到O点的距离 B . A球与B球碰撞后,测量A球落点M到O点的距离 C . A球与B球碰撞后,测量B球落点N到O点的距离 D . 测量A球或B球的直径 E . 测量A球和B球的质量(或两球质量之比) F . 测量释放点G相对于水平槽面的高度 G . 测量水平槽面离地的高度
    3. (3) 某次实验中得出的落点情况如图2所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为
  • 8. (2019高二下·孝感期中) 如图所示的装置中,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上.O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线的夹角为α,A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点.

    1. (1) 图中x应是B球做(从“平抛”、“自由落体”、“圆周”中三选一)运动的水平位移大小.
    2. (2) 为了探究碰撞中的守恒量,在已知重力加速度g的条件下,还需要测得的七个物理量是(填写题目中所给物理量符号).
    3. (3) 用测得的物理量表示:mAvA;mAvA′=;mBvB′=.
  • 9. (2019高二下·云南月考) 如图甲为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图

    1. (1) 入射小球1与被碰小球2直径相同,它们的质量相比较,应是m1m2.
    2. (2) 在做此实验时,若某次实验得出小球的落点情况如图乙所示.假设碰撞中动量守恒,则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比m1∶m2.
  • 10. (2019·衡阳模拟) 某实验小组利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律.实验的主要步骤如下:

    ⑴用游标卡尺测量小球A、B的直径d,其示数均如图2所示,则直径d= mm,用天平测得球A、B的质量分别为m1、m2.

    ⑵用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度,且自然下垂时两球恰好相切,球心位于同一水平线上.

    ⑶将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为α时由静止释放,与球B碰撞后,测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ1 , 球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ2.

    ⑷若两球碰撞前后的动量守恒,则其表达式为;若碰撞是弹性碰撞,则还应满足的表达式为.(用测量的物理量表示)

  • 11. (2019高一下·泸县月考) 某实验小组用如图所示的气垫导轨完成“验证动量守恒”的实验。图中A、B是带有碰撞装置和遮光片的滑块,可在气垫导轨上无摩擦地滑动。光电门C、D固定,通过光电计时器(图中未画出)可测出遮光片通过光电门的时间。主要实验步骤如下:

    (ⅰ)用天平分别测出A、B两滑块的质量并记录。

    (ⅱ)用游标卡尺分别测出A、B两滑块上遮光片的宽度并记录。

    (ⅲ)调整气垫导轨使之水平。   

    (ⅳ)将滑块A、B静止放在气垫导轨的图示位置上。

    (ⅴ)给A一个水平冲量,使之水平向右运动,观察A、B碰撞的情况,记录A、B上的遮光片经过光电门C、D的时间。

    (ⅵ)重复步骤ⅳ、ⅴ三至五次。

    (ⅶ)分析数据,得出结论。

    若某次实验步骤(ⅴ) 中滑块A两次经过光电门C,实验记录如下

    mA(g)

    mB(g)

    dA(cm)

    dB(cm)

    滑块A第一次经过C的时间(ms)

    滑块A第二次经过C的时间(ms)

    滑块B经过D的时间(ms)

    150

    1.00

    1.00

    5.00

    25.00

    6.25

    请回答下列问题

    1. (1) 两滑块碰后滑块B的速度大小m/s;
    2. (2) 实验记录过程中滑块A的质量忘记记录了,根据你的分析,滑块A的质量mA=g;
    3. (3) 步骤(ⅲ)的目的是
  • 12. (2019高二下·郎溪月考) 如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.

    1. (1) 实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量_____(填选项前的符号),间接地解决这个问题.
      A . 小球开始释放高度h B . 小球抛出点距地面的高度H C . 小球做平抛运动的水平距离(射程)
    2. (2) 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程.然后,把被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射球从斜轨上S位置静止释放,与小球相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是__________(填选项前的符号).
      A . 用天平测量两个小球的质量m1、m2 B . 测量小球m1开始释放高度h C . 测量抛出点距地面的高度H D . 分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E . 测量平抛射程OM,ON
    3. (3) 若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为(用(2)中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为(用(2)中测量的量表示).

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