专题26 实验验证动量守恒浙江高考物理选考二轮终极专题复习原卷版Word文档下载推荐.docx
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4.入射球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。
否则入射球撞击被碰球的速度不相等。
5.落点位置确定:
围绕10次落点画一个最小的圆将有效落点围在里面,圆心即所求落点。
6.水平射程:
被碰球放在斜槽末端,则从斜槽末端由重垂线确定水平射程的起点,到落地点的距离为水平射程。
1.在“验证动量守恒定律”的实验中,实验装置如图所示。
槽口末端在水平地面上的竖直投影为O点,实验中可供选择的碰撞小球均为直径相同的硬质小球,碰撞时都可认为是弹性碰撞。
设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2。
(1)为了使入射小球在碰撞后不被反弹,则应使m1____m2。
(填“>
”“=”或“<
”);
(2)为了保证入射小球和被碰小球离开槽口后均做平抛运动,必须调整斜槽末端____;
(3)在
(1)
(2)条件的前提下,让入射小球从同一高度沿斜槽滑下,实验中将被碰小球放入槽口末端前后的落点如图中A、B、C所示,图中OA=x1,OB=x2,OC=x3,为验证小球碰撞前后动量守恒,实验中____(填“需要”或“不需要”)测量槽口末端到水平地面的高度h。
若实验中小球碰撞前后动量守恒,则应满足的关系式为m1x2=__________。
2.在“探究碰撞中的守恒量”的实验中,也可以探究“mv2”这个量(对应于动能)的变化情况.
(1)若采用弓形弹片弹开滑块的方案,如图①所示,弹开后的mv2的总量_____(填“小于、等于或大于”)弹开前mv2的总量,这是因为______________________.
(2)若采用图②的方案,碰撞前mv2的总量________(填“小于、等于或大于”)碰后mv2的总量,说明弹性碰撞中______守恒.
(3)若采用图③的方案,碰撞前mv2的总量_______(填“小于、等于或大于”)碰后mv2的总量,说明非弹性碰撞中存在_________损失.
3.某同学在“探究碰撞中的不变量”实验中,采用如图1所示的实验装置,在光滑的水平轨道上,停着甲、乙两辆小车,甲车系一穿过打点计时器的纸带.在启动打点计时器的同时,给甲车沿轨道方向的冲量,甲车运动一段距离后,与静止的乙车发生正碰,由于两车相撞处装有尼龙拉扣,两车立即粘在一起继续运动.纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况,如图2所示,纸带上AB两点的距离为_____cm;
为完成实验,同学已经测出碰撞前后小车甲的速度,他还需要测量_____.
4.为测量滑块与桌面间的动摩擦因数μ,用如右图所示的装置进行实验:
A、先测出滑块A、B的质量M、m,查出当地的重力加速度g.
B、用细线将滑块A、B连接,使A、B间的弹簧压缩,滑块B紧靠在桌边.
C、剪断细线,测出滑块B做平抛运动落地
D.时到重锤线的水平位移s1和滑块A沿桌面滑行距离s2.
(1)为验证动量守恒,写出还须测量的物理量及表示它的字母:
________
(2)动量守恒的表达式为:
________(用题目中所涉及的物理量的字母表示).
(3)接着,根据(b)中表达式及测量出的数据就能计算出滑块与桌面间的动摩擦因数了.
5.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,以下所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.弹簧测力计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.
6.某实验小组在“实验:
探究碰撞中的不变量”的实验中,采用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来进行探究。
图中PQ是斜槽,QR为水平槽。
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球放在水平槽上靠近末端的地方,让A球仍从位置G自静止开始滚下,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。
图中的O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。
B球落点痕迹如图所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在平面,米尺的零点与O点对齐。
(1)碰撞后B球的水平射程应取为_____cm。
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?
________________(填选项号)
A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离
C.测量A球或B球的直径
D.测量A球或B球的质量(或两球质量之比)
E.测量G点相对水平槽面的高度
7.如图甲所示,在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车,甲车上系有一穿过打点计时器的纸带,当甲车获得水平向右的速度时,随即启动打点计时器,甲车运动一段距离后,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撞后两车的运动情况,如图乙所示,电源频率为50Hz,则碰撞前甲车速度大小为________m/s,碰撞后的共同速度大小为________m/s。
已测得甲小车的质量m1=0.20kg,乙小车的质量m2=0.10kg,由以上测量结果可得:
碰前总动量为_____kg•m/s;
碰后总动量为_____kg•m/s。
8.某同学把两个大小不同的物体用细线连接,中间夹一被压缩的弹簧,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,探究物体间相互作用时的不变量.
(1)该同学还必须有的器材是__________________;
(2)需要直接测量的数据是_____________________;
(3)根据课堂探究的不变量,本实验中表示碰撞前后不变量的表达式应为__________________.
9.
(1)“验证动量守恒定律”的实验装置原来的教科书采用图甲所示的方法,经过编者修改后,现行的教科书采用图乙所示的方法.两个实验装置的区别在于:
①悬挂重垂线的位置不同;
②图甲中设计有一个支柱(通过调整,可使两球的球心在同一水平线上;
上面的小球被碰离开后,支柱立即倒下),图乙中没有支柱,图甲中的入射小球和被碰小球做平抛运动的抛出点分别在通过O、O′点的竖直线上,重垂线只确定了O点的位置,比较这两个实验装置,下列说法正确的是()
A.采用图甲所示的实验装置时,需要测出两小球的直径
B.采用图乙所示的实验装置时,需要测出两小球的直径
C.为了减小误差,采用图甲所示的实验装置时,应使斜槽末端水平部分尽量光滑
D.为了减小误差,采用图乙所示的实验装置时,应使斜槽末端水平部分尽量光滑
(2)在做“验证动量守恒定律”的实验中:
如果采用
(1)题图乙所示装置做实验,某次实验得出小球的落点情况如图丙所示,图中数据单位统一,假设碰撞动量守恒,则碰撞小球质量m1和被碰撞小球质量m2之比m1:
m2=.
10.某小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。
装置固定在水平面上,圆弧形轨道下端切线水平。
两球半径相同,两球与水平面的动摩擦因数相同。
实验时,先测出A、B两球的质量
,让球A多次从圆弧形轨道上某一位置由静止释放,记下其在水平面上滑行距离的平均值
,然后把球B静置于轨道下端水平部分,并将A从轨道上同一位置由静止释放,并与B相碰,重复多次。
(1)为确保实验中球A不反向运动,则
应满足的关系是________________;
(2)写出实验中还需要测量的物理量及符号:
____________;
(3)若碰撞前后动量守恒,写出动量守恒的表达式:
______________;
(4)取
,且A、B间为完全弹性碰撞,则B球滑行的距离为___________。
11.某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验:
在小车A前端装有橡皮泥,推动小车A使之匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。
他设计的装置如下图所示,在小车A的后面连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz。
(1)木板的一端下边垫着小木片用以_____。
(2)在实验中,需要的测量工具有____。
A.弹簧测力计
B.毫米刻度尺
C.天平
D.螺旋测微器
(3)已测得小车A(包括橡皮泥)的质量为m1=0.310kg,小车B(包括撞针)的质量为m2=0.205kg,由以上测量可得:
(结果保留三位有效数字)
碰前两车质量与速度乘积之和为______kg·
m/s;
碰后两车质量与速度乘积之和为_____kg·
(4)结论:
_____________________________。
12.某同学用如图所示装置验证动量守恒定律,用轻质细线将小球1悬挂于O点,使小球1的球心到悬点O的距离为L,被碰小球2放在光滑的水平桌面上。
将小球1从右方的A点(OA与竖直方向的夹角为α)由静止释放,摆到最低点时恰与小球2发生正碰,碰撞后,小球1继续向左运动到C位置,小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为s的D点。
(1)实验中已经测得上述物理量中的α、L、s,为了验证两球碰撞过程动量守恒,还应该测量的物理量有________________________________________________(要求填写所测物理量的名称及符号)。
(2)请用测得的物理量结合已知物理量来表示碰撞前后小球1、小球2的动量:
p1=_____;
p1′=______;
p2=_____;
p2′=____。
13.
(1)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。
实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况,若要求碰撞时动能损失最大应选下图中的_______(填“甲”或“乙”)、若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的_______。
(填“甲”或“乙”)(甲图两滑块分别装有弹性圈,乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)
(2)某次实验时碰撞前B滑块静止,A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞,利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示。
已知相邻两次闪光的时间间隔为T,在这4次闪光的过程中,A、B两滑块均在0~80cm范围内,且第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10cm处。
若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽略不计,则可知碰撞发生在第1次闪光后的___________时刻,A、B两滑块质量比
_______。
1.(浙江省2019届高三上学期11月选考)小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示,悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成,小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞,碰后小球A继续摆动,小球B做平抛运动。
(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示,则d=_______mm。
又测得了小球A质量m1,细线长度l,碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h。
为完成实验,还需要测量的物理量有:
______________________。
(2)若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆,其周期_________(选填“小于”、“等于”或“大于”)粘合前单摆的周期(摆角小于5°
)。
2.(浙江省2017年11月普通高校招生选考)用图示实验装置探究“碰撞中的不变量”实验,除了图示装置中的实验仪器外,下列仪器中还需要的是(_____)
A.秒表B.天平C.刻度尺D.直流电源E.交流电源
若实验中得到一条纸带如图所示,已知A、B车的质量分别为
,则该实验需要验证的表达式是_____________________。
(用图中物理量和已给出的已知量表示)
1.(浙江省宁波市2019届高三上学期期末“十校联考”)如图1为验证动量守恒定律的实验装置,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验:
①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2;
用游标卡尺测小球A直径如图2所示,则d=______cm.
②安装实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面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处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置P;
④将小球m2放在斜槽末端B处,仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置;
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离.图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从M、P、N到B点的距离分别为SM、SP、SN.
依据上述实验步骤,请回答下面问题:
(1)两小球的质量m1、m2应满足m1______m2(填写“>
”、“=”或“<
(2)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式____________,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的;
2.(浙江省镇海中学2019届高三上学期选考)在“探究碰撞中的不变量”实验中,某同学利用气垫导轨,结合光电门来研究碰撞前后的不变量。
如图所示,滑块上面的遮光片宽度为2.00cm,滑块1的质量为120g,滑块2的质量为220g。
他先让滑块2静止放置在两个光电门之间,滑块1向右碰撞滑块2,碰撞后滑块1反弹,滑块2向右通过光电门,其中光电门1显示的两个时间先后分别为
0.034s和
0.144s,光电门2显示的时间
0.050s,则碰撞后的滑块1和滑块2总动量的大小为_________kg·
m/s(结果保留两位有效数字)。
3.(浙江杭州学军2018学年11月选考高三物理模拟)
(1)如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向,其中L1为原线圈,L2为副线圈。
①在给出的实物图中,将实验仪器连成完整的实验电路。
(2)用图示实验装置探究“碰撞中的不变量”实验,
,则该实验需要验证的表达式是
_____________________。
(3)在“探究单摆周期与摆场的关系”实验时,下列用游标卡尺测小球直径的操作最合理的是
()
ABCD
(4)如图所示,某同学按实验装置安装好仪器后,观察光的干涉现象,获得成功,若他在此基础上对仪器的安装做如下改动,仍能使实验成功的是________.
A.将滤光片移至单缝和双缝之间,其他不动.
B.将单缝与双缝的位置互换,其他不动.
4.某同学用下图所示装置做验证动量守恒定律的实验。
先将A球从斜槽轨道上某固定点C处由静止开始释放,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;
再把同样大小的B球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让A球仍从原固定点C处由静止开始释放,和B球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。
从左向右依次是M、P、N点。
(1)本实验必须测量的物理量是__________。
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B.小球A、B的质量mA、mB
C.小球A、B的半径r
D.记录纸上O点到M、P、N各点的距离OM、OP、ON
(2)小球A、B的质量mA、mB应满足mA_______mB(填“>
”、“=”、“<
”)。
(3)为测定未放B小球时,小球A落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,如图所示给出了小球A落点附近的情况,由图可知OP距离应为________cm。
(4)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______。
5.(浙江省杭州市2018届高考命题预测卷)
(1)在“研究电磁感应现象”的实验中,如图1甲、乙、丙所示是实验中连接的三个回路。
其中判别电流表指针的偏转方向与电流方向关系的回路是_________(填“甲”、“乙”或“丙”),显示是否产生了感应电流的回路是_______(填“甲”、“乙”或“丙”)。
(2)在“探究碰撞中的不变量”的实验中,用如图2的斜槽装置进行探究,以下说法正确的是_______
A.选择实验仪器时,天平可选可不选
B.实验中的斜槽需要光滑且末端切线水平
C.需要记录小球抛出的高度及水平距离,以确定小球离开斜槽末端时的速度
D.无论是否放上被碰小球,入射小球都必须从同一高度处静止释放
6.(浙江省杭州市2018年高考命题预测)
(1)某物理兴趣小组的同学,在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中,测得左侧滑块质量m1=150g,右侧滑块质量m2=121g,挡光片宽度为2.00cm,两滑块之间有一压缩的弹簧片,并用细线连在一起,如图所示。
开始时两滑块都静止,烧断细线后,两滑块分别向左、向右方向运动。
挡光片通过左、右光电门的时间分别为Δt1=0.20s,Δt2=0.16s。
取向右为正方向,则烧断细线前系统的总动量为____kg·
m/s,烧断细线后系统的总动量为____kg·
m/s。
(2)在用双缝干涉测光的波长实验中,小李同学在测量某暗条纹中心位置时,手轮上的示数如图所示,其示数为
__mm。
当小李用黄光作为入射光,发现条纹间距太小。
为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有____。
A.改用红光作为入射光
B.改用蓝光作为入射光
C.增大双缝到屏的距离
D.更换间距更大的双缝
7.(浙江省杭州市2018届高三高考命题预测卷)下图为验证动量守恒定律的实验装罝,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验:
①用天平测出两个小球的质量分别为叫m1和叫m2;
③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位罝P;
④将小球m2放在斜槽末端B处,仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球m1,、m2在斜面上的落点位置;
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离。
图中从M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从M、P、N到B点的距离分别为SM、SP、SN.依据上述实验步骤,请回答下面问题:
(1)两小球的质量m1、m2应满足m1_____m2(填写“>
”,“=”或“<
”)
(2)若进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是_______·
A.直尺B.游标卡尺c.天平D.弹簧秤E.秒表
(3)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式___________,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的;
8.(浙江省选考(学考)十校联盟2018年3月适应性考试)某物理兴趣小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,步骤如下:
A.用天平测出滑块A、B的质量分别为
和
;
B.安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
C.向气垫导轨通入压缩空气;
D.把A、B两滑块放到导轨上,并给他们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为
。
照片如图该组同学结合实验过程和图象分析知:
该图象是闪光4次摄得的照片,在这4次闪光的瞬间,A、B两滑块均在
刻度范围内:
第一次闪光时,滑块B恰好通过
处,滑块A恰好通过
处;
碰撞后有一个物体处于静止状态。
(1)以上情况说明两滑块的碰撞发生在第一次闪光后__________
(2)设向右为正方向,试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是_____
碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是_____
以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是
9.(2018年4月浙江省普通高校招生选考科目考试(余高卷3月)物理模拟)某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置C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球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置C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,图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点,P,为未放被碰小球B时A球的平均落点,M为与B球碰后A球的平均落点,N为被碰球B的平均落点.若B球落点痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置,且平行于OP,,米尺的零点与O点对齐。
(1)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?
答:
_____(填选项号).
B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离
C.测量A球或B球的直径
D.测量A球和B球的质量
E.测量G点相对于水平槽面的高度
(2)碰撞后B球的水平射程应为_____cm
(3)下列有利于减小实验误差的是____。
A.选择大小一样且入射小球A的质量必须大于被碰小球B的质量;
B.斜槽PQ和水平槽QR必须光滑且水平槽QR末端应水平;
C.入射小球A每次都必须从同一位置以相同的初速度释放;
(4)若A球和B球的质量分别为MA、MB,写出探究碰撞中的不变量的表达式__________________。
(用MA、MB、OM、ON、OP,表示)
10.(浙江台州中学2018届高三上学期第四次统练)用如图装置做“探究碰撞中的不变量”实验,下列说法正确的是_________
A.在实验前,不必平衡摩擦
B.A、B两辆小车的质量无需相等
C.A、B碰撞后必须保证A、B以共同速度一起运动
D.小车A必须从紧靠打点计时器的位置无初速度释放