《（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)30 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（含解析）新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)30 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（含解析）新人教版（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 1．(2018·河南模擬)用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，小車(chē)P的前端粘有橡皮泥，后端連接通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，在長(zhǎng)木板右端墊放木塊以平衡摩擦力，推一下小車(chē)P，使之運(yùn)動(dòng)，與靜止的小車(chē)Q相碰粘在一起，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)． (1)實(shí)驗(yàn)獲得的一條紙帶如圖乙所示，根據(jù)點(diǎn)跡的不同特征把紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行了區(qū)域劃分，用刻度尺測(cè)得各點(diǎn)到起點(diǎn)A的距離．根據(jù)碰撞前后小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)選紙帶上________段來(lái)計(jì)算小車(chē)P的碰前速度． (2)測(cè)得小車(chē)P(含橡皮泥)的質(zhì)量為m1，小車(chē)Q(含橡皮泥)的質(zhì)量為m2，如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿(mǎn)足關(guān)系式________，則可驗(yàn)證小車(chē)P、Q碰撞前后動(dòng)量守恒． (3

2、)如果在測(cè)量小車(chē)P的質(zhì)量時(shí)，忘記粘橡皮泥，則所測(cè)系統(tǒng)碰前的動(dòng)量與系統(tǒng)碰后的動(dòng)量相比，將________(填“偏大”或“偏小”或“相等”)． 答案　(1)BC　(2)m1＝(m1＋m2)×　(3)偏小 解析　(1)兩小車(chē)碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在相等時(shí)間內(nèi)小車(chē)位移相等，由圖示紙帶可知，應(yīng)選擇紙帶上的BC段求出小車(chē)P碰撞前的速度． (2)設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén)，由圖示紙帶可知，碰撞前小車(chē)的速度：v＝，碰撞后小車(chē)的速度：v′＝， 如果碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則：m1v＝(m1＋m2)v′，即：m1＝(m1＋m2)，整理得：m1＝(m1＋m2)×； (3)在測(cè)量小車(chē)P的質(zhì)量時(shí)，忘記粘橡皮泥

3、，小車(chē)P質(zhì)量的測(cè)量值小于真實(shí)值，由p＝mv可知，所測(cè)系統(tǒng)碰前的動(dòng)量小于碰撞后系統(tǒng)的動(dòng)量． 2．(2018·臺(tái)州模擬)某同學(xué)用如圖1所示的裝置探究碰撞中的不變量，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前在水平放置的氣墊導(dǎo)軌左端裝一個(gè)彈射裝置，滑塊碰到彈射裝置時(shí)將被鎖定，打開(kāi)控制開(kāi)關(guān)，滑塊可被彈射裝置向右彈出．滑塊甲和滑塊乙上裝有相同寬度的擋光片，在滑塊甲的右端和滑塊乙的左端裝上了彈性碰架(圖中未畫(huà)出)，可保證在滑塊碰撞過(guò)程中能量損失極?。_(kāi)始時(shí)，滑塊甲被彈射裝置鎖定，滑塊乙靜置于兩個(gè)光電門(mén)之間． (1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d如圖2所示，則d＝________ cm. (2)為使碰撞后兩個(gè)滑塊能夠先后通過(guò)

4、光電門(mén)2，則選用下列哪組滑塊能使實(shí)驗(yàn)效果更好________． A．m甲＝50 g，m乙＝50 g B．m甲＝100 g，m乙＝50 g C．m甲＝50 g，m乙＝100 g (3)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)記錄下滑塊甲(質(zhì)量為m甲)通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間為t1，滑塊乙(質(zhì)量為m2)通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間為t2，滑塊甲通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間為t3，根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材等測(cè)量條件確定誤差范圍． ①只要等式________成立，則可說(shuō)明碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒； ②只要等式________成立，則可說(shuō)明這次碰撞為彈性碰撞． (注：以上2個(gè)等式必須用題目中所給的字母表示) 答案　(1)2.145　(2)B　(3)①m

5、甲＝m甲＋m乙　②m甲()2＝m甲()2＋m乙()2 解析　(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為21 mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×9 mm＝0.45 mm，則最終讀數(shù)為21.45 mm＝2.145 cm； (2)為使碰撞后兩個(gè)滑塊能夠先后通過(guò)光電門(mén)2，所以入射滑塊不能反彈，所以應(yīng)用質(zhì)量較大的滑塊去碰質(zhì)量較小的滑塊，故選B項(xiàng)； (3)滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度分別為： v1＝ v2＝ v3＝ ①設(shè)甲的初速度方向?yàn)檎较颍瑒t由動(dòng)量守恒定律有： m甲v1＝m甲v3＋m乙v2； 代入速度公式則有： m甲＝m甲＋m乙； ②要保證為碰性碰撞，碰撞前后機(jī)械能守恒，則有： m甲()2＝m甲()2＋m乙(

6、)2； 即m甲()2＝m甲()2＋m乙()2成立，即說(shuō)明為彈性碰撞． 3．(2018·衡水四模)某實(shí)驗(yàn)小組做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．分別設(shè)計(jì)了圖甲、圖乙兩種實(shí)驗(yàn)裝置； (1)若采用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了減小偶然誤差，確定小球落點(diǎn)的平均位置的方法是：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 為了保證入射小球離開(kāi)斜槽末端的速度相同，

7、每次必須從斜槽上__________________滾下； (2)已知入射小球質(zhì)量為m1，被碰小球質(zhì)量為m2(m1＞m2)，甲同學(xué)建議用圖甲所示的裝置，由水平地板上的白紙與復(fù)寫(xiě)紙記錄兩小球碰撞前后落點(diǎn)的位置，實(shí)驗(yàn)中記下了O、M、P、N四個(gè)位置，如圖甲所示，其中P點(diǎn)是未放小球m2時(shí)小球m1被釋放后落點(diǎn)的位置，若采用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若滿(mǎn)足________________(用m1、m2、OM、OP、ON表示)，則說(shuō)明碰撞中動(dòng)量守恒；乙同學(xué)建議用圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用垂直于小球下落軌跡平面的豎直木板及白紙、復(fù)寫(xiě)紙記錄兩小球碰撞前后落點(diǎn)的位置，實(shí)驗(yàn)中記下了O、A、B、C四個(gè)位置(如圖所示)，若滿(mǎn)

8、足________________(用m1、m2、OA、OB、OC表示)，則說(shuō)明碰撞中動(dòng)量守恒；這兩種方案你認(rèn)為_(kāi)_______(填“甲”或“乙“)較好． 答案　(1)用圓規(guī)畫(huà)一個(gè)盡可能小的圓把所有的落點(diǎn)圈在里面，圓心即平均位置　同一位置由靜止開(kāi)始 (2)m1OP＝m1OM＋m2ON　＝＋　甲 解析　(1)用圓規(guī)畫(huà)一個(gè)盡可能小的圓把所有的落點(diǎn)圈在里面，圓心即平均位置，這樣可以減小偶然誤差；為了保證小球每次到達(dá)斜面末端時(shí)速度相同，應(yīng)讓小球每次從同一位置由靜止滑下； (2)設(shè)落地時(shí)間為t，則有：v1＝，v1′＝，v2′＝ 而動(dòng)量守恒的表達(dá)式是：m1v1＝m1v1′＋m2v2′ 所以

9、若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，則有：m1·OM＋m2·ON＝m1·OP成立； 小球做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上：h＝gt2，平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t＝， 設(shè)軌道末端到木條的水平位置為x，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度： va＝，va′＝，vb′＝， 如果碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則：mava＝mava′＋mbvb′， 代入速度解得：＝＋； 由于甲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單且數(shù)據(jù)處理方便，因此甲實(shí)驗(yàn)原理更好一些． 4.(2018·濰坊三模)某同學(xué)用如圖所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒：長(zhǎng)木板水平固定，彈簧左端固定在擋板上，右端自由伸長(zhǎng)到O點(diǎn)，滑塊A右側(cè)粘有橡皮泥，置于長(zhǎng)木板上，左側(cè)恰好位于O點(diǎn)．操作如下：①推動(dòng)A壓縮彈簧至某一位置，然

10、后無(wú)初速釋放，測(cè)得停下時(shí)A、O間距離x1；②再次推動(dòng)A壓縮彈簧至同一位置，另取一滑塊B放于O點(diǎn)，無(wú)初速釋放A，A與B碰后粘在一起運(yùn)動(dòng)，測(cè)得停下時(shí)A、O的距離x2. 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)x1________x2(選填“大于”“小于”或“等于”)； (2)實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量及符號(hào)是________，若等式________(用所測(cè)物理量符號(hào)表示)成立，則碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒． 答案　(1)大于　(2)滑塊A質(zhì)量M，滑塊B質(zhì)量m　M＝(M＋m) 解析　(1)由于碰撞后整體的速度小，故碰后停下時(shí)的距離要短，故x1大于x2； (2)根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量滑塊AB的質(zhì)量，

11、以及A的速度和AB共同的速度，速度可以根據(jù)速度和位移的關(guān)系求解，故只需要再測(cè)量滑塊A質(zhì)量M，滑塊B質(zhì)量m即可； 由于可以認(rèn)為兩物體和地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，根據(jù)a＝μg可知，加速度相同，則有：v2＝2ax，解得：v1＝；碰后AB共同的速度v＝； 根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：Mv1＝(M＋m)v 將速度代入，化簡(jiǎn)可得： M＝(M＋m). 5．(2018·保定一模)幾個(gè)同學(xué)在閑聊時(shí)說(shuō)起了滑旱冰的物理學(xué)知識(shí)，于是大家想要粗略驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，設(shè)計(jì)好方案后按下列步驟進(jìn)行： a．在寬闊水平的場(chǎng)地上選取兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，分別向相反方向畫(huà)射線，選取一定長(zhǎng)度為標(biāo)度畫(huà)上刻度； b．兩個(gè)同學(xué)穿好旱冰鞋分別站立

12、在一個(gè)原點(diǎn)上，對(duì)推，旁邊同學(xué)用智能手機(jī)跟拍； c．改變對(duì)推人數(shù)，比如一方兩個(gè)同學(xué)相互抱住，另一方一個(gè)同學(xué)，旁邊同學(xué)拍下運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景； d．選取同學(xué)的運(yùn)動(dòng)軌跡基本沿著射線的視頻，由視頻得到一些相關(guān)數(shù)據(jù)． 請(qǐng)回答： (1)要完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x出下列你認(rèn)為需要用到的數(shù)據(jù)________． A．本地重力加速度g B．對(duì)推雙方的質(zhì)量m1、m2 C．對(duì)推雙方滑行的標(biāo)度數(shù)目n1、n2 D．互推過(guò)程的時(shí)間， E．早冰鞋與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ (2)用選出的物理量寫(xiě)出驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式________． (3)寫(xiě)出可能影響驗(yàn)證的某一個(gè)因素 _________________________

13、_______________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案　(1)BC　(2)m1＝m2 (3)雙方早冰鞋與地面間的摩撇因數(shù)不同，地面平整程度不同，對(duì)推過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)摩擦力的沖量較大，推開(kāi)后同學(xué)身體有轉(zhuǎn)動(dòng)等等(任選一個(gè)作答) 解析　(1)由題意可知本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，則可知一定要測(cè)量?jī)晌矬w的質(zhì)量，同時(shí)為了測(cè)出相推后的速度，應(yīng)根據(jù)人滑動(dòng)的位移進(jìn)行計(jì)算，所以應(yīng)測(cè)量對(duì)推雙方滑行的標(biāo)度數(shù)目n1、n2；其

14、他均不需測(cè)量，故選BC兩項(xiàng)； (2)假設(shè)人與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，同時(shí)設(shè)兩標(biāo)度間距離為L(zhǎng)；根據(jù)速度和位移關(guān)系可知，v＝； 由動(dòng)量守恒定律有：m1v1＝m2v2 代入并化簡(jiǎn)可知：m1＝m2； (3)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因較多，如：雙方早冰鞋與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不同，地面平整程度不同，對(duì)推過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)摩擦力的沖量較大，推開(kāi)后同學(xué)身體有轉(zhuǎn)動(dòng)等等． 6.某學(xué)習(xí)小組為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，設(shè)計(jì)了如下方案：如圖所示，斜面與水平桌面平滑連接，先將質(zhì)量為M的滑塊A從斜面上某位置由靜止釋放，測(cè)量出滑塊在水平桌面滑行的距離x0；接著將質(zhì)量為m、相同材料的小滑塊B放在斜面底端的水平軌道上，再讓A從斜面上

15、同一位置由靜止釋放，A與B碰撞后，測(cè)量出各自沿桌面滑行的距離x1、x2.實(shí)驗(yàn)中M＞m，重力加速度為g. (1)若滿(mǎn)足關(guān)系式________，則驗(yàn)證了A和B的碰撞動(dòng)量守恒(用題目中給出的物理量表示)． (2)若滿(mǎn)足關(guān)系式________，則驗(yàn)證了A和B的碰撞是彈性碰撞(用題目中給出的物理量表示)． (3)若桌面稍有傾斜，本實(shí)驗(yàn)________(填正確選項(xiàng))． A．無(wú)法驗(yàn)證動(dòng)量守恒 B．仍可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒 C．滿(mǎn)足動(dòng)量守恒的關(guān)系式將改變 答案　(1)M＝M＋m　(2)Mx0＝Mx1＋mx2　(3)B 解析　(1)由牛頓第二定律可知，兩物體在水平面上滑行的時(shí)的加速度a＝μg；

16、則由速度和位移關(guān)系可知，v2＝2ax 解得：v＝； 即速度與成正比； 若碰撞中動(dòng)量守恒，則有： Mv0＝Mv1＋mv2 M＝M＋m (2)若為彈性碰撞，則可知： Mv02＝Mv12＋mv22 Mx0＝Mx1＋mx2 (3)若斜面傾斜，因滑塊受力產(chǎn)生的加速度仍相同，故速度和仍成正比，根據(jù)以上分析可知，仍然可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒． 7．(2018·武漢模擬)如圖(a)所示，沖擊擺是一個(gè)用細(xì)線懸掛著的擺塊，彈丸擊中擺塊時(shí)陷入擺塊內(nèi)，使擺塊擺至某一高度，利用這種裝置可以測(cè)出彈丸的發(fā)射速度． 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①用天平測(cè)出彈丸的質(zhì)量m和擺塊的質(zhì)量M； ②將實(shí)驗(yàn)裝置水平放在桌子上，調(diào)

17、節(jié)擺繩的長(zhǎng)度．使彈丸恰好能射入擺塊內(nèi)，并使擺塊擺動(dòng)平穩(wěn)，同時(shí)用刻度尺測(cè)出擺長(zhǎng)； ③讓擺塊靜止在平衡位置，扳動(dòng)彈簧槍的扳機(jī)，把彈丸射入擺塊內(nèi)，擺塊和彈丸推動(dòng)指針一起擺動(dòng)．記下指針的最大偏角； ④多次重復(fù)步驟③，記錄指針最大偏角的平均值θ； ⑤換不同擋位測(cè)量，并將結(jié)果填入下表． 擋位 平均最大 偏角θ (度) 彈丸 質(zhì)量 m(kg) 擺塊 質(zhì)量 M(kg) 擺長(zhǎng)l (m) 彈丸的 速度v ( m/s) 低速擋 15.7 0.007 65 0.078 9 0.270 5.03 中速擋 19.1 0.007 65 0.078 9

18、 0.270 6.77 高速擋 0.007 65 0.078 9 0.270 7.15 完成下列填空： (1)現(xiàn)測(cè)得高速擋指針最大偏角如圖(b)所示，請(qǐng)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：θ＝________． (2)用上述測(cè)量的物理量表示發(fā)射彈丸的速度v＝________(已知重力加速度為g) (3)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，每次實(shí)驗(yàn)前，并不是將指針置于豎直方向的零刻度處，常常需要試射并記下各擋對(duì)應(yīng)的最大指針偏角．每次正式射擊前，應(yīng)預(yù)置指針，使其偏角略小于該擋的最大偏角．請(qǐng)寫(xiě)出這樣做的一個(gè)理由：______________________________________________ __

19、______________________________________________________________________. 答案　(1)22.4(22.1～22.7均正確) (2) (3)擺塊在推動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)時(shí)，要克服摩擦力做功，故應(yīng)使指針先停留在適當(dāng)?shù)母叨龋詼p少能量的損耗． 解析　(1)由圖可知，角度的最小分度是1°，需要估讀一位，所以該讀數(shù)為22.4°； (2)彈丸射入擺塊內(nèi)，系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒，選取向右為正方向，可得：mv＝(m＋M)v′ 擺塊向上擺動(dòng)，機(jī)械能守恒：(m＋M)v′2＝(m＋M)gl(1－cosθ)， 聯(lián)立解得：v＝ (3)擺塊在推動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)時(shí)，要克服摩擦力做功，故應(yīng)使指針先停留在適當(dāng)?shù)母叨龋詼p少能量的損耗． 8