2023年高考物理一轮复习随堂练习实验验证动量守恒定律新人教版.docx

实验 验证动量守恒定律 1．在“验证动量守恒定律〞的实验中，入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，这是为了使(　　) A．小球每次都能水平飞出槽口 B．小球每次都以相同的速度飞出槽口 C．小球在空中飞行的时间不变 D．小球每次都能对心碰撞 解析：入射球每次滚下都应从斜槽上同一位置无初速释放，是为了使每次碰撞时动量保持不变，故B正确． 答案：B 2． 图1－2－4 某同学用图1－2－4所示的装置通过半径相同的A、B两球(mA>mB)的碰撞来验证动量守恒定律．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点． 实验中，对入射小球在斜槽上释放点的上下对实验影响的说法中正确的选项是(　　) A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小 B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确 C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小 D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小 解析：入射球的释放点越高，入射球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力的影响相对减小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减少测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，选项C正确． 答案：C 3. 图1－2－5 某同学用如图1－2－5所示装置来验证动量守恒定律，让质量为m1的小球从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为m2的小球发生碰撞． (1)实验中必须要求的条件是________． A．斜槽必须是光滑的 B．斜槽末端的切线必须水平 C．m1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度 D．m1每次必须从同一高度处滚下 (2)实验中必须测量的物理量是________． A．小球的质量m1和m2 B．小球起始高度h C．小球半径R1和R2 D．小球起飞的时间t E．桌面离地面的高度H F．小球飞出的水平距离s 解析：此题考查验证动量守恒定律实验的根本原理和实验方法． (1)实验中为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，要使两球碰后均平抛，两球心必须在同一高度，要保证小球m1碰前速度不变，m1每次必须从同一高度滚下，斜槽没必要保证光滑，故B、C、D正确． (2)必须测量两球质量m1、m2和小球平抛的水平距离，应选A、F. 答案：(1)BCD　(2)AF 4. 图1－2－6 在做“验证动量守恒定律〞实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，小球的半径为r，各小球的落地点如图1－2－6所示，以下关于这个实验的说法正确的选项是(　　) A．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球 B．让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下 C．要验证的表达式是m1＝m1＋m2 D．要验证的表达式是m1＝m1＋m2 E．要验证的表达式是m1(－2r)＝m1(－2r)＋m2 解析：在此装置中，应使入射球的质量大于被碰球的质量，防止反弹或静止，故A错；入射球每次滚下必须从斜槽的同一位置，保证每次碰撞都具有相同的初动量，故B错；两球做平抛运动时都具有相同的起点，故应验证的关系式为：m1＝m1＋m2，D对，C、E错． 答案：D 5． 图1－2－7 (2023·四川，22)气垫导轨(如图1－2－7)工作时，空气从导轨外表的小孔喷出，在导轨外表和滑块内外表之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨外表直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图1－2－8为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一局部， 图1－2－8 在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.假设题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________________________________________________________________________、 ________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后两滑块的总动量大小为________．重复上述实验，多做几次．假设碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，那么动量守恒定律得到验证． 解析：由图乙结合实际情况可以看出，s1和s3是两物体相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带．所以碰撞前物体的速度分别为v1＝＝s1b，v2＝s3b，碰撞后两物体共同速度v＝s2b，所以碰前两物体动量分别为p1＝mv1abs1，p2＝mv2abs3，总动量p＝p1－p2ab(s1－s3)；碰后总动量p′＝2mvabs2. abs3abs1ab(s1－s3abs2