验证动量守恒定律.docx

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验证动量守恒定律

验证动量守恒定律

一、实验题：

本大题共22小题，从第1小题到第2小题每题4分小计8分；第3小题为5分；从第4小题到第13小题每题6分小计60分；第14小题为7分；从第15小题到第19小题每题8分小计40分；从第20小题到第21小题每题9分小计18分；第22小题为10分；共计148分。

   1、在做“验证动量守恒定律”实验中，入射小球的质量应________被碰小球的质量（填大于、等于或小于），可以用小球飞出的水平距离代表小球碰撞前后的速度是因为_________________________________．

   2、在做“验证动量守恒定律”实验时，入射小球在斜槽上释放点的高低直接影响实验的准确性，下列说法正确的有：

[　　]

A．释放点越高，两球相碰时相互作用的内力越大，外力（小支柱对被碰小球作用力）的冲量就相对越小，碰撞前后总动量之差越小，因而误差小．

B．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，小支柱对被碰小球作用力越小．

C．释放点越低，两球飞行的水平距离越接近，测量水平位移的相对误差就小．

D．释放点越低，入射小球速度越小，小球受阻力就小，误差就小．

   3、如下列图所示在验证动量守恒定律实验中，O为水平轨道末端的竖直投影，N、P、M为碰撞小球的三个平均落点，则

[   ]

A．这个实验用小球飞出的水平距离来表示小球水平速度的大小，则必须保持初速水平和抛出等高

B．OP表示入射球碰撞前的速度

C．OM表示被碰球碰撞后的速度

D．ON表示入射球碰撞后的速度

   4、在碰撞中的动量守恒实验中：

（1）若两个半径相同的小球A与B的质量之比

=3∶8，则入射球应选________．

（2）实验中可能引起的误差是________（填下面选项前的字母）．

[    ]

 A．斜轨道上有摩擦

 B．轨道末端切线不水平

 C．碰撞时两球心不在同一高度

 D．落点位置不是平均位置

（3）若入射球质量为

，被碰球质量为

，两球半径均为r，各落点位置如图所示．其中O为轨道末端所装重锤线的投影，并测得OM=a，OP=b，ON=c，则碰撞中动量守恒的表达式可写为___________________．

   5、气垫导轨是常用的一种实验仪器，它能使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的．在实验室中我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和质量均为M的滑块A和B做验证动量守恒定律的实验，如图所示，实验步骤如下：

（1）在A上固定一质量为m的砝码，在A和B之间放入一个压缩状态的弹簧，用电动卡销置于气垫导轨上；

（2）按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当滑块A、B分别碰撞C、D挡板时计时结束，计时装置自动记下A、B分别到达C、D的运动时间

、

，重复几次实验．问：

①还应测量的数据有________；

②只要关系式________成立即可验证该过程动量守恒．

   6、在“验证动量守恒定律”的实验里，入射小球在斜槽上释放位置的高低，对于实验精确程度的影响，以下说法中正确的是　　　

[　　]

A．若每次释放位置高低不同，将使水平速度不恒定，造成落点不同，使实验误差过大而失败

B．在说法

（1）中，尽管小球落点不同，但只要认真地找出小球落点的平均位置，仍可验证动量守恒

C．入射球释放位置低一些，两球碰后落地的水平距离越小，测量误差也越小

D．入射球释放位置高一些，两球相碰时，作用力就大，系统动量损失就小，实验精度就高

   7、在“验证动量守恒定律”的实验中，如下哪些操作和要求是必要的______________．

A．每次让A球从斜槽上滑下时，都必须从固定位置处由静止释放；

B．A球运动到斜槽末端时，必须使A、B两球球心高度相同，且位于同一水平线上，使两球发生正碰；

C．必须用秒表测出两球从相碰后到落地的时间；

D．必须使A球多次滑下与B球正碰，求出它们的平均落点；

E．必须让入射球A的质量大于被碰球B的质量，且两球半径相等；

F．固定碰撞实验器时，必须使斜槽末端的切线沿水平方向．

   8、在“验证动量守恒定律”实验中要用到的器材和测量仪器有_________．

A．碰撞实验器　　　B．秒表　　　 C．刻度尺　　　D．天平

E．白纸　　　     F．复写纸　　　G．圆规　　   H．打点计时器

I．卡尺　　　     J．低压电源

   9、图是验证小球A、B正碰时动量守恒的实验示意图，实验中，P点是小球A单独以水平速度平抛落地的着地点，N点和M点是A球正碰B球后，B球和A球的着地点．

①在该实验中，如果用小球__________作为时间单位，则小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度的大小；

②实验中两球的质量关系应是

_____________

（填“＞”、“＜”或“=”）；

③验证A、B两小球在碰撞前后总动量守恒的关系式为_________．

   10、如图所示为“验证动量守恒定律”实验的实验装置示意图，P为入射球A不与靶球B碰撞时的落点，M为它与靶球B碰后的落点，N为靶球的B的落点，这个实验对

和

的要求是       ．为了能用OP长度表示球A的初速度，OM和O'N长度分别表示球A和球B的末速，则必须做到       ．为了减小落点的偶然误差，实验要求做出10次落点，再求出平均落点．那末，球A多次由轨道高处向下运动时，应注意做到       ．用图中标出的符号和测出的数据列出验证动量守恒的表达式．

   11、图是验证动量守恒定律的实验示意图．

（1）为了使入射小球能做平抛运动，固定斜槽时要使__________．

（2）在确定小球的落地位置时，应采用什么方法____________________．

（3）在实验中，若满足OP+OM=O'N，则可得到什么结论_______________．

   12、做“验证动量守恒定律”实验，有下列一些实验器材：

A．复写纸　　　B．白纸C．天平　　　D．打点计时器

E．刻度尺　　　F．碰撞实验器　　　G．秒表等

在本实验中，没有必要选用的器材是_______________．（填字母）

实验中，要求入射球的质量

___________被碰球的质量

．由于球是从同一高度上平抛出来的，所以可以用______________代替它们刚抛出时的速度。

   13、某同学做“验证动量守恒定律”实验，他在实验的最初几步依次是

（1）把实验用的斜槽固定在实验桌的边缘处；

（2）在斜槽口下方的水平地面上依次铺上白纸和复写纸；

（3）用重锤确定斜槽口末端在水平白纸上的投影并记录下来；

（4）不放被碰小球，取质量较大的球为入射小球，使入射小球自斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，重复10次，取10次中小球落地最远的点为入射小球的落点．

在以上的步骤中，该同学的疏漏和错误之处有：

________________．

   14、利用图示装置验证运动的小球A和静止的小球B发生正碰时动量守恒．已知O点在A球球心的正下方，O'点在B球球心的正下方，P点为先不放B球时A球自某一高度处滚下时的落点位置，M点和N点为A和B两球碰撞后A球和B球的落点位置．那么：

①A球和B球的质量比较，应该是A球的质量_________B球的质量；

②在实验时，至少应需要的测量工具是_______________________；

③为了验证动量守恒，计算时A球碰前的速度

和A、B球碰后的速

度

可以分别用_____、______、_____数值来代表．

   15、“验证动量守恒定律”实验装置的示意图如图所示，一位学生设计的主要实验步骤如下：

A．在桌边固定碰撞实验器（即斜槽轨道）．调整轨道末端成水平，并调整支柱高度，使两球碰撞时，两球心在同一高度；调整支柱的方向，两球碰撞后运动方向与一个球运动时的方向在一直线上．

B．用天平称出两球质量

．

C．把白纸铺在地面上，在白纸上记下重锤所指位置O，在白纸上铺好复写纸．

D．任取一球A，让其多次从斜槽轨道上同一高度处滑下，在纸上找出平均落点，记为P．

E．将另一球B放在支柱上，再让A球多次从斜槽上同一位置自由滑下，找出两球正碰后的在纸上的平均落点，记为M和N．

F．用米尺量出平均落点P，M，N到O点的距OP，OM，ON．

G．计算A.B两球碰前总动量

=

OP，碰后总动量

=

ON+

ON．比较

和

是否相等，得出实验结论．

这学生的实验步骤中的错误和遗漏之处是：

   16、如图是“验证动量守恒定律”实验的示意图，已知它们的质量分别为

，

，两小球的半径r相同，都等于1.2cm。

当小球

从A处沿斜槽滚下经槽的末端水平飞出后落在地面上的P点处。

当m1仍从A点滚下与小支柱上的小球

对心碰撞珀，

分别落到M和N点处，用直尺测得

=19.0cm，

设碰前瞬间

的速度大小为

，碰后瞬间

的速度大小分别为

，小球做平抛运动的时间为T，则

=

通过以上实验数据，可以得到的结论是：

_______________________

_______________________________________________________

   17、在“验证动量守恒定律”实验中，

（1）用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图（a）所示，该球直径为________cm．

（2）实验中小球的落点情况如图（b）所示。

入射球A与被碰球B的质量比为

，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比

=________．

   18、某同学如图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，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球放在水平槽靠近末端的地方，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，得到了如图所示的三个落地处．

（1）请你叙述用什么方法找出落地点的平均位置？

________并在图中读出OP＝________．

（2）已知：

＝2∶1，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出Q是________球的落地点，P是________球的落地点．

（3）用题中的字母写出动量守恒定律的表达式________．

   19、某学生在“验证动量守恒定律”实验中，有如下操作步骤，按合理的顺序步骤序号填在下面的线上：

___________________．

A．将B球放在小柱上，让A球从斜槽上固定位置处由静止释放，记下两球正碰后的平均落地点M和N；

B．固定碰撞实验器，使其斜槽末端切线沿水平方向；

C．用天平称出A、B两球质量

；

D．在白纸上记下重锤所指的位置O；

E．让A球从斜槽上固定位置处由静止释放，记下平均落点P；

F．用刻度尺量出平均落点M、N、P到O的距离，OM、ON、和OP；

G．把白纸铺在地面上；

H．用卡尺测出A、B两球的直径d；

I．求出A、B两球碰前动量总和

和碰后动量总和

，比较

和

，得出实验结论．

   20、在“验证动量守恒定律”的实验中，让质量为

的小球从圆弧轨道上沿轨道向下运动，去碰原来静止在小支柱上的质量为

的小球．

（1）选用小球时，应满足_____（填写以下选项中的序号）

（2）实验要求_____（填写以下选项中的序号）

A．圆弧轨道必须是光滑的

B．轨道末端的切线是水平的

C．

与

的球心在碰撞的瞬间在同一高度

D．

每次都从同一高度释放（无初速）

（3）必须测量________（填写以下选项中的序号）

A．小球质量

和

B．小球半径

C．桌面到地面的高度h

D．小球

的起始高度

E．小球的飞行时间

F．小球

未碰撞时飞出的水平距离

G．小球

和

碰撞后两球飞出的水平距离

   21、研究碰撞中的动量守恒实验装置如图所示，让质量为

的小球从斜面某处滚下与静止在支柱上质量为

的小球发生对心碰撞．

（1）两球的质量关系是________．

 A．

      B．

     C．

（2）实验中必须要求的条件是________．

[    ]

 A．斜轨道必须是光滑的

 B．轨道末端的切线必须水平

 C．

的球心在碰撞瞬间必须在同一高度

 D．

每次必须从同一高度处滚下

（3）实验中必须测量的物理量是________．

[    ]

 A．小球质量

     B．小球起始高度h 

 C．小球半径

     D．小球“飞出”的时间

 E．桌面离地面的高度H  F．小球“飞出”的水平距离

   22、图是“验证动量守恒定律”实验装置图．第一次不放乙球，只让甲球从斜槽轨道顶部自静止开始滑下，并平抛出去，第二次把乙球放在斜槽轨道的末端水平部分，再让甲球从同一位置由静止释放，与甲球碰撞后先后落地．

①对甲乙两小球的要求是________________________________________．

②图中的M、N、P三个落地点中，________是甲球第一次的落地点，________是甲球第二次的落地点．

③如果两小球的质量分别是m甲和m乙，只要在误差范围内满足________，就可以认为验证了动量守恒定律．

标准答案

一、实验题：

本大题共22小题，从第1小题到第2小题每题4分小计8分；第3小题为5分；从第4小题到第13小题每题6分小计60分；第14小题为7分；从第15小题到第19小题每题8分小计40分；从第20小题到第21小题每题9分小计18分；第22小题为10分；共计148分。

  1、   ★试题详解：

大于；下落高度相同，飞行时间相同，水平速度与飞行距离成正比

  2、◆标准答案：

A

  3、   ★试题详解：

ABD

  4、   ★试题详解：

B球;BCD;

  5、   ★试题详解：

A左端到C板的距离

B右端到D板的距离

  6、   ★试题详解：

D

  7、   ★试题详解：

ABDEF

  8、   ★试题详解：

ACDEFGI

  9、   ★试题详解：

①飞行时间；

②＞；

  10、   ★试题详解：

使两球水平正碰,每次都从同一高度释放,

  11、   ★试题详解：

（1）其末端的切线成水平．

（2）让小球从斜槽上同一高度由静止释放，重复10次，用尽可能小的圆把10次的落点都圈在里面，该圆的圆心则为小球落地位置．

（3）弹性正碰．且

  12、   ★试题详解：

DG；大于；各球飞行的水平距离

  13、   ★试题详解：

（1）未调槽口水平．

（2）应分别测出小球的质量、直径．

（3）确定入射小球落点，应以包围落点的小圆圆心为落点的平均位置．

  14、   ★试题详解：

大于,米尺,天平,OP,OM,O'N

  15、   ★试题详解：

A．遗漏：

测量两小球的直径，

        调整支柱，使支柱到槽末端距离等于两球半径之和．

D.E．忽略：

应取质量大的小球作为入射球，质量小的小球作为被撞球，

          入射球每次从斜槽的固定位置由静止释放．

G．改错：

  16、   ★试题详解：

  17、   ★试题详解：

（1）2.14

（2）1∶2

  18、   ★试题详解：

　　①用尽量小的圆将小球的落点圈住，该圆的圆心为球的平均落点,17.0cm

　　②B,A

　　③

·OQ＝

·OP＋

·OR

  19、   ★试题详解：

CHBGDEAFI

  20、   ★试题详解：

B;BCD;ABFG

  21、◆标准答案：

（1）B;

（2）BCD;（3）ACF

  22、   ★试题详解：

①两球直径相等，质量m甲>m乙．　②N、M．　③m甲·ON=m甲·OM＋m乙·OP．