金版学案高考物理一轮复习 习题第十四章 碰撞与动量守恒定律 实验十六 验证动量守恒定律docWord文件下载.docx

1、OMm2ON，看在误差允许的范围内是否成立（7）整理好实验器材放回原处（8）实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒二、规律方法总结1数据处理验证表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2.2注意事项（1）前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动（2）利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m1m2，防止碰后m1被反弹1（2016杭州质检）如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，启动打点计时器甲车受到水平向右的冲量运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动纸带记录下碰撞前甲车和碰

2、撞后两车运动情况如图乙所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车运动速度大小为_ m/s，甲、乙两车的质量比m甲m乙_解析：由纸带及刻度尺可得碰前甲车的速度为v1m/s0.6 m/s.碰后两车的共同速度v2m/s0.4 m/s.由动量守恒定律有m甲v1（m甲m乙） v2.由此得甲、乙两车的质量比.答案：0.6212（2014课标全国卷）现利用如图所示的装置验证动量守恒定律在图中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间实验测得滑块A的质量m10.

3、310 kg，滑块B的质量m20.108 kg，遮光片的宽度d1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率f50.0 Hz.将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰碰后光电计时器显示的时间为tB3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图所示若实验允许的相对误差绝对值最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程按定义，物体运动的瞬时速度大小为v，式中s为物块在很短时间t内走过的路程，设纸带上打出相邻两点的时间间隔为tA，则 tA0.02 s，tA可视为很短，设在A碰撞前后瞬时速度大小分别为v0、v1，将式和图给实验数据代入式可得v0m/s

4、2.00 m/s，v1m/s0.970 m/s.设B在碰撞后的速度大小为v2，由式有v2.代入题所给的数据可得v22.86 m/s.设两滑块在碰撞前后的动量分别为p和p，则pm1v0，pm1v1m2v2.两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为100%.联立式并代入有关数据，可得1.7%5%.因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律见解析1（2015咸阳模拟）在“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置的示意图如图所示实验中，入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是（）A释放点越低，小球所受阻力越小，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

5、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入射小球释放点越高，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，从而使实验误差减小，选项C正确C2（2016洛阳模拟）气垫导轨上有A、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接（如图甲所示），绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它们运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz，由图可知：（1）A、

6、B离开弹簧后，应该做_运动，已知滑块A、B的质量分别为200 g，300 g，根据照片记录的信息，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是_（2）若不计此失误，分开后，A的动量大小为_kgm/s，B的动量的大小为_kgm/s，本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是_（1）A、B离开弹簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做匀速直线运动，在离开弹簧前A、B均做加速运动，A、B两滑块的第一个间隔应该比后面匀速时相邻间隔的长度小（2）周期T0.1 s，v，由图知A、B匀速时速度分别为vA0.09 m/s，vB0.06 m/s，分开后A、B的动量大小均为

7、pA0.018 kgm/s，方向相反，满足动量守恒，系统的总动量为0.（1）匀速直线 A、B两滑块的第一个间隔（2）0.0180.018A、B两滑块作用前后总动量相等，均为03. 气垫导轨（如图所示）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，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如图所示为某

8、次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以相同间距的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.若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，多做几次若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证打点周期为，打s1、s2、s3均用时.碰前其中一个滑块的动量p1mv1ma0.2abs1碰前另一个滑块的动量p2mv2m0.2abs3，故碰前总动量pp1p20.2ab（s1s3），同理碰后总动量p2m0.4abs2.0.2abs1 0.2abs3

9、0.2ab（s1s3） 0.4abs24（2015长沙模拟）如图所示是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒现已测出A点离水平桌面的距离为a、B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c.（1）还需要测量的量是_、_和_（2）根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为_（忽略小球的大

10、小）（1）要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1碰撞前后的高度a和b，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球1的质量m1，就能求出弹性球1的动量变化；根据平抛运动的规律只要测出立柱高h和桌面高H就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球2的质量和立柱高h、桌面高H就能求出弹性球2的动量变化（2）根据（1）的分析可以写出动量守恒的方程2m12m1m2. （1）弹性球1、2的质量m1、m2立柱高h桌面高H（2）2m15（2016临汾模拟）如图所示，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）实验中，直接测

11、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hB小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的射程（2）（多选）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OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2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、m2B测量小球m1开始释放高度hC测量抛出点距地面的高度HD分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE测量

12、平抛射程OM、ON（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）（4）经测定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1p1_11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1p211_实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为_（1）小球离开轨道后做平抛运动，由Hgt2知t，即小球的下落时间一定，则初速度v可用平抛运动的水平射程来表示，选项C正确（2）本实验要验证的是m1ONm1OP，因此要测量两个小球的质量m1和m2以及它们的水平射程OM和ON，而要确定水平射程，应先分别确定两个小球落地的平均落点

13、，没有必要测量小球m1开始释放的高度h和抛出点距地面的高度H.故应完成的步骤是A、D、E.（3）若动量守恒，应有m1v1m2v2m1v0（v0是m1单独下落离开轨道时的速度，v1、v2是两球碰后m1、m2离开轨道时的速度），又v，则有m1m2m1，即m1OP.（4）碰前m1的动量p1m1v0m1，碰后m1的动量p1m1v1m1，则p1p1OPOM1411；碰后m2的动量p2m2v2m2，所以p1p2（m1OM）（m2ON）112.9；碰撞前、后总动量的比值1.01.（1）C （2）ADE （3）m1OP（4）142.91.016（2016廊坊模拟）某同学用如图所示装置来研究碰撞过程，第一次单独让小球a从斜槽某处由静止开始滚下落地点为P，第二次让a从同一位置释放后与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞a、b球的落地点分别是M、N，各点与O的距离如图所示该同学改变a的释放位置重复上述操作由于某种原因他只测得了a球的落地点P、M到O的距离分别为22.0 cm、10.0 cm.求b球的落地点N到O的距离设a球的质量为m1，b球的质量为m2，碰撞过程中满足动量守恒定律m1OMm2ONm1OP，解得m1m241.改变a的释放位置，有m1OMm2ONm1OP，解得ON48.0 cm.48.0 cm