【红对勾 讲与练】2023版高考物理总复习 实验十六 验证动量守恒定律课堂检测

【红对勾讲与练】2016版高考物理总复习实验十六验证动量守恒定律课堂检测1．[多选]在利用悬线悬挂等大小球进行验证动量守恒定律的实验中，下列说法正确的是(　　)A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C．两小球必须都是刚性球，且质量相同D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动解析：两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，A正确；由于计算碰撞前速度时用到了mgh＝mv2－0，即初速度为0，B正确；本实验中对小球的弹性性能无要求，C错误；两球正碰后，有各种运动情况，所以D正确．答案：ABD2.某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻质弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒．(1)该同学还必需有的器材是________________________________________________________________________．(2)需要直接测量的数据是____________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)用所得的数据验证动量守恒的关系式是________．解析：这个实验的思路是通过测平抛运动的水平位移来代替它们作用完毕时的速度．(1)要验证动量守恒，即验证两木块分开时动量守恒，即m1v1＝m2v2，因两木块做平抛运动的时间相同，又x1＝v1，x2＝v2，所以m1v1＝m2v2，即m1x1＝m2x2，根据公式可知，还必需知木块质量及平抛水平位移，故还必需有的器材为刻度尺、天平．(2)由(1)知需测两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离x1、x2.4\n(3)由(1)知应满足的关系式为m1x1＝m2x2.答案：(1)刻度尺、天平(2)两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离x1、x2(3)m1x1＝m2x23．如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图．(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则(　　)A．m1>m2，r1>r2B．m1>m2，r1<r2C．m1>m2，r1＝r2D．m1<m2，r1＝r2(2)为完成此实验，以下提供的测量工具中必需的是______________．(填下列对应的字母)A．直尺B．游标卡尺C．天平D．弹簧秤E．秒表(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式(用m1、m2及图中字母表示)____________成立，即表示碰撞中动量守恒．解析：(1)两小球要选等大的，且入射小球的质量应大些，故选C.(2)该实验必需测出两球平抛的水平位移和质量，故必须用到直尺和天平，因两球平抛起点相同，不用测小球直径，故用不到B.(3)因平抛落地时间相同，可用水平位移代替速度，故关系式为m1·＝m1·＋m2·.答案：(1)C　(2)AC　(3)m1·＝m1·＋m2·4．某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．他设计的装置如下图甲所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz，长木板下垫着薄小木片以平衡摩擦力．4\n(1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)．A为运动的起点，则应选________段来计算A碰前的速度，应选________段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)．(2)已测得小车A的质量m1＝0.4kg，小车B的质量为m2＝0.2kg，则碰前两小车的总动量为________kg·m/s，碰后两小车的总动量为________kg·m/s.解析：(1)从分析纸带上打点的情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况，应选用BC段计算小车A碰前的速度．从CD段打点的情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE段内小车运动稳定，故应选用DE段计算A和B碰后的共同速度．(2)小车A在碰撞前速度v0＝＝m/s＝1.050m/s小车A在碰撞前动量p0＝mAv0＝0.4×1.050kg·m/s＝0.420kg·m/s碰撞后A、B的共同速度v＝＝m/s＝0.695m/s碰撞后A、B的总动量p＝(mA＋mB)v＝(0.2＋0.4)×0.695kg·m/s＝0.417kg·m/s答案：(1)BC　DE　(2)0.420　0.4175．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：4\n①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1>m2)；②按照如上图所示，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从斜槽顶部A处滚下，使它们发生碰撞后，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三个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.根据该同学的实验，回答下列问题：(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)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)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．解析：由平抛运动的知识可知，设斜面BC的倾角为θ，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，两者距离为L，则Lcosθ＝vt，Lsinθ＝gt2可得v＝Lcosθ＝cosθ，由于θ、g都是恒量，所以v∝，v2∝L，所以动量守恒的表达式可以是m1＝m1＋m2由能量守恒可得m1LE＝m1LD＋m2LF.答案：(1)D　F(2)m1＝m1＋m2(3)m1LE＝m1LD＋m2LF或＋＝4