2011年高考物理 實(shí)驗(yàn)6驗(yàn)證動量守恒定律練習(xí)

1、2011年高考物理 實(shí)驗(yàn)6驗(yàn)證動量守恒定律練習(xí)1(8分)在驗(yàn)證碰撞中的動量守恒的實(shí)驗(yàn)中，入射小球在斜槽軌道上釋放點(diǎn)的高低對實(shí)驗(yàn)影響的下列說法正確的是()A釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B釋放點(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度測量值越精確C釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后總動量之差越小，誤差越小D釋放點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ叫　窘馕觥坑捎谠搶?shí)驗(yàn)在兩小球碰撞時不會完全符合合力為零的條件，故小球位置越高時，碰撞時的內(nèi)力越大，外力相對越小，碰撞越接近動量守恒【答案】C2(8分)現(xiàn)有下列A、B、C、D四個小球，在做“

2、驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時，入射小球、被撞小球應(yīng)分別選用()A質(zhì)量20g，直徑為3.2cmB質(zhì)量22g，直徑為3.0cmC質(zhì)量為40g，直徑為2.0cmD質(zhì)量為4g，直徑為2.0cm【解析】選擇的兩個相碰的小球要大小相等而質(zhì)量不同，且選擇的入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小于的質(zhì)量，故選C、D.【答案】CD3(8分)在本實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生誤差的主要原因是()A碰撞前入射小球的速度方向，碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是絕對沿水平方向B小球在空氣中飛行時受到空氣阻力C通過復(fù)寫紙描得的各點(diǎn)，不是理想點(diǎn)，有一定的大小，從而帶來作圖上的誤差D測量長度時有誤差【解析】由于碰撞前后小球的速度方向不是

3、絕對沿水平方向，及落點(diǎn)不確定，長度測量等都是造成誤差的主要原因，而在本實(shí)驗(yàn)中，由于小球的運(yùn)動速度不是很大，所以空氣阻力雖然會對測量結(jié)果造成影響，但不是產(chǎn)生誤差的主要原因【答案】ACD4(8分)做“驗(yàn)證碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)中，稱得小球的質(zhì)量m10.1kg，m20.05kg，應(yīng)選_做入射小球斜槽末端邊緣在白紙上的投影為O，碰撞前后兩球多次落點(diǎn)的平均位置分別為P、M、N，但N點(diǎn)的位置模糊不清請你根據(jù)動量守恒和圖中的讀數(shù)判定N點(diǎn)的位置應(yīng)在_cm的刻度線上【解析】根據(jù)入射球質(zhì)量大于被碰球質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)要求，應(yīng)選質(zhì)量為m1的小球做入射球OM(151)cm14cm，OP(311)cm30cm，根據(jù)動量守恒有m

4、1·OPm1·OMm2·ON，代入數(shù)據(jù)計算得ON32.00cm.因?yàn)镺點(diǎn)位于1cm處，故N點(diǎn)位置的刻度為(32.001.00)cm33.00cm.【答案】質(zhì)量為m1的小球33.005(8分)(2009·保定模擬)(1)“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置原來的教科書采用圖甲所示的方法，經(jīng)過編者修改后，現(xiàn)行的教科書采用圖乙所示的方法兩個實(shí)驗(yàn)裝置的區(qū)別在于：懸掛重垂線的位置不同；圖甲中設(shè)計有一個支柱(通過調(diào)整，可使兩球的球心在同一水平線上；上面的小球被碰離開后，支柱立即倒下)，圖乙中沒有支柱，圖甲中的入射小球和被碰小球做平拋運(yùn)動的拋出點(diǎn)分別在通過O、O點(diǎn)的豎直線上

5、，重垂線只確定了O點(diǎn)的位置，比較這兩個實(shí)驗(yàn)裝置，下列說法正確的是()A采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置時，需要測出兩小球的直徑B采用圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置時，需要測出兩小球的直徑C為了減小誤差，采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置時，應(yīng)使斜槽末端水平部分盡量光滑D為了減小誤差，采用圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置時，應(yīng)使斜槽末端水平部分盡量光滑(2)在做“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：如果采用(1)題圖乙所示裝置做實(shí)驗(yàn)，某次實(shí)驗(yàn)得出小球的落點(diǎn)情況如圖丙所示，圖中數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一，假設(shè)碰撞動量守恒，則碰撞小球質(zhì)量m1和被碰撞小球質(zhì)量m2之比m1m2_.【解析】圖甲必須測出兩個小球的直徑，計算水平射程時用到小球直徑；但圖乙不用測出兩球直徑，原因

6、是小球在斜槽末端做直接平拋運(yùn)動，水平距離直接為OM、OP或ON，不用直徑據(jù)m1·OPm1·OMm2·ON，把圖中數(shù)據(jù)代入即得m1m241.【答案】(1)AD(2)416(12分)用如圖所示的裝置驗(yàn)證動量守恒定律質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上，O點(diǎn)到A球球心的距離為L，使懸線在A球釋放前張直，且線與豎直線的夾角為.A球釋放后擺動到與豎直線夾角處，B球落到地面上，地面上鋪一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D.保持角度不變，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，白紙上記錄到多個B球的落點(diǎn)(1)圖中s應(yīng)是B球初始位置到_的水平距離(2)為了驗(yàn)證兩球碰撞

7、過程動量守恒，應(yīng)測得_、_、_、_、_、_、_等物理量(3)用測得的物理量表示碰撞前后A球、B球的動量：pA_，pA_，pB_，pB_.【解析】(1)s是B球的水平分位移(2)A、B組成的系統(tǒng)碰撞前后，若動量守恒則有mAvAmAvAmBvB，要求出vA需知L、，要求出vA需知，要求出vB需知H、s.故應(yīng)測mA、mB、L、H、s.(3)碰前：pAmAvA mAvmAgL(1cos) 由得：pAmA.碰后：mAvmAgL(1cos)，得pAmA.碰前pB0碰后，vB，pBmBvBmBs.【答案】(1)B球落點(diǎn)(2)mAmBLHs(3)mAmA0mBs7(12分)在“驗(yàn)證碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)中，讓

8、質(zhì)量為m1的小球從斜面上某處自由滾下，與靜止在斜槽末端質(zhì)量為m2的小球發(fā)生對心碰撞，則(1)兩小球質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)滿足()Am1m2Bm1>m2Cm1<m2 D沒有限制(2)實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是()A斜槽軌道末端的切線必須是水平的B斜槽軌道必須光滑C入射球m1每次必須從同一高度滾下D入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度(3)實(shí)驗(yàn)中必須測量的量是()A小球的質(zhì)量m1和m2B小球半徑R1和R2C桌面離地的高度HD小球起始高度E從兩球相碰到兩球落地的時間F小球m1單獨(dú)滾下的水平距離G兩小球m1和m2相碰后飛出的水平距離【解析】(1)為防止反彈造成入射球返回斜槽，要求入射球質(zhì)量

9、大于被碰球質(zhì)量，即m1>m2，故選B.(2)為保證兩球從同一高度做平拋運(yùn)動，實(shí)驗(yàn)中要求斜槽軌道末端的切線要調(diào)成水平；為保證實(shí)驗(yàn)有較好的重復(fù)性以減小誤差，實(shí)驗(yàn)中要求入射球每次從同一高度滾下；為保證兩球發(fā)生一維正碰，實(shí)驗(yàn)中要求調(diào)節(jié)裝置使兩球碰撞瞬間在同一高度因本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的是碰撞前后動量守恒，故不需要斜槽軌道必須光滑，故選A、C、D.(3)本實(shí)驗(yàn)必須測量的是兩小球的質(zhì)量m1和m2、入射球m1單獨(dú)滾下的水平距離和兩小球m1和m2相碰后飛出的水平距離因小球脫離軌道后做的是相同高度的平拋運(yùn)動，因此兩球碰后落地時間相等，兩小球水平分運(yùn)動的時間也相等，故可以利用水平距離的測量代替速度的測量，所以不需要測

10、量桌面離地面的高度及兩小球碰后落地的時間因驗(yàn)證的是碰撞前后的動量是否守恒，所以，小球起始高度也不需測量，故選A、F、G.【答案】(1)B(2)ACD(3)AFG8(12分)某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，先將球a從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，在水平面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次，再把同樣大小的球b放在斜槽軌道水平端的最右端處靜止，讓球a仍從原來固定點(diǎn)由靜止開始滾下，且與b球相碰，碰后兩球分別落在記錄紙上的不同位置，重復(fù)10次(1)確定小球的平均落點(diǎn)的方法是_(2)放上被碰小球，兩球相碰后，小球a、b的平均落點(diǎn)位置依次是圖中的點(diǎn)_和點(diǎn)_(3)a、b兩球在記錄紙上留

11、下的落點(diǎn)痕跡如圖所示，其中米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊，則撞后b球的水平射程應(yīng)為_cm.(4)某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時，不小心把a(bǔ)、b球位置換了，即把質(zhì)量較大的a球(質(zhì)量為ma)當(dāng)成了被碰球，把質(zhì)量較小的b球(質(zhì)量為mb)當(dāng)成了入射球結(jié)果b球單獨(dú)滾下時，平均落點(diǎn)為C點(diǎn)，而b球與a球相碰后不能向前拋出，b球和a球平均落點(diǎn)分別為A點(diǎn)和B點(diǎn)(如圖所示)該同學(xué)測出了相關(guān)的物理量，利用這些數(shù)據(jù)也能判斷碰撞中的動量守恒，判斷的依據(jù)是看_和_在誤差允許的范圍內(nèi)是否相等【解析】(1)用圓規(guī)畫盡可能小的圓，把所有的落點(diǎn)圈在里面，圓心即是小球平均落點(diǎn)的位置(2)碰前a球的速度大于碰后的速度，碰后b球的速度大于a球的速度，可知碰

12、后小球a的平均落點(diǎn)位置是A，小球b的平均落點(diǎn)位置是C.(3)由第(2)問知，小球b的平均落點(diǎn)位置是C，利用最小圓法，b球的水平射程應(yīng)為44.50cm.(4)由實(shí)驗(yàn)原理可知，判斷的依據(jù)是mb×OC和ma×OBmb×OA在誤差允許的范圍內(nèi)是否相等【答案】(1)見解析(2)AC(3)44.50(4)mb·OCma·OBmb·OA9(12分)為了驗(yàn)證碰撞中的動量是否守恒和檢驗(yàn)兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞(碰撞過程中沒有機(jī)械能損失)，某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)用天平測出兩個小球的質(zhì)量(分別為m1和m2，且m1

13、>m2)按照如圖所示，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端的切線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置將小球m2放在斜槽前端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和小球m2在斜面上的落點(diǎn)位置用毫米刻度尺量出各個落點(diǎn)到斜槽末端點(diǎn)B的距離上圖中D、E、F點(diǎn)是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點(diǎn)位置，到B點(diǎn)的距離分別為LD、LE、LF.根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：(1)小球m1與m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)是圖中的_點(diǎn)，m2的落點(diǎn)是圖中的_點(diǎn)；(2)用測得的物理量來表示，只要滿足

14、關(guān)系式_，則說明碰撞中的動量是守恒的【解析】本題的實(shí)驗(yàn)方法與課本上的實(shí)驗(yàn)方法不同之處在于小球的落點(diǎn)所在平面由水平改成了斜面由平拋運(yùn)動知識，可知此時小球做平拋運(yùn)動的時間不再相等設(shè)小球做平拋運(yùn)動的速度為v，小球落到斜面上時的位移為L，斜面與水平方向的夾角為，則可得Lsingt2cosvt，聯(lián)立可得vcos則可知v，同理v2L.【答案】(1)DF(2)m1m1m210(12分)如圖所示，在實(shí)驗(yàn)室用兩端帶有豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和有固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A和B做“探究碰撞中的守恒”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：把兩滑塊A和B緊貼在一起，在A上放質(zhì)量為m的砝碼，置于導(dǎo)軌上，用電動卡銷卡住A和B，在A和B的固定擋板間放入一彈簧，使彈簧處于水平