动量守恒定律实验.docx

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动量守恒定律实验

2013-2014高二下期末考试复习

复习要点：

动量守恒定律实验

1.图甲为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图

①为了使“验证动量守恒定律”的实验成功，下列应注意的事项中正确的是（  ）

A、两球相碰时，它们的球心必须在同一高度上做对心碰撞

B、入射小球始终从同一高度释放，然后选取其中水平射程最远的一点，作为小球落地点的位置

C、重复多次实验，用圆规画一个尽可能小的圆将对应同一位置的所有落点圈在里面，取圆心作为落点的平均位置

D、改变入射球的释放高度，并多次释放测出各次的水平位移，求出其平均值后再代入守恒式进行验证

②入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是m1     m2。

③为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使           。

④某次实验中在纸上记录的痕迹如下图所示.测得SOO′＝1.00厘米，SO′M＝1.80厘米，

SMP＝5.72厘米，SPN＝3.50厘米，两球直径d都是1.00厘米，则没有放被碰球时,入射球落地点是纸上的    点，被碰小球的水平射程是     厘米。

⑤入射小球的质量为

，被碰小球的质量为

，则在图乙中，P、M分别为碰前碰后入射小球落点的平均位置，N为被碰小球落点的平均位置，则验证动量守恒定律的表达式是__________（请分别用SOM、SOP、SO′N表示OM、OP、O′N的距离）

2.某同学用下图所示的装置做“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处由静止开始滚下，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静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，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．

（1）本实验必须测量的物理量有________；

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离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t

D．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC

E．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h

（2）根据实验要求，ma__________mb（填“大于”、“小于”或“等于”）；

（3）本实验中，要求小球a、b的半径________    （填“一定相同”、“不一定相同”）；

（4）为测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，下图给出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为__________cm；

（5）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是___________________________．（用本题

（1）中测量的物理量符号表示）

3.如图3为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是m1____m2.为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使_____________。

某次实验中在纸上记录的痕迹如图4所示.测得OO/＝1.00厘米，O/a＝1.80厘米，ab＝5.72厘米，bc＝3.50厘米，入射球质量为100克，被碰小球质量是50克，两球直径都是1.00厘米，则入射球碰前落地点是纸上的____________点，水平射程是________厘米，被碰小球的水平射程是________厘米。

某同学改用图所示装置，通过半径相同的a、b两球的碰撞来验证动量守恒定律。

（4）实验中必须测量的物理量是________．

A．小球的质量ma和mb  B．小球起始高度h

C．小球半径r      D．小球飞行的时间t

E．桌面离地面的高度H  F．小球飞出的水平距离s

写出要验证的表达式_________________________

4.如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量________（填选项前的符号），间接地解决这个问题．

A．小球开始释放高度h

B．小球抛出点距地面的高度H

C．小球做平抛运动的射程

（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是________．（填选项前的符号）

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量小球m1开始释放高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM、ON

（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_______ _______（用

（2）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_________   _______（用

（2）中测量的量表示）．

5.如图所示为“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图。

①设小球A质量为mA，小球B质量为mB，为保证实验成功，必须保证mA  mB。

（选填“大于”、“等于”或“小于”）

②实验中小球的落点情况如图所示：

P是不放B球时，将A球从斜槽某一高度静止释放后，A球的落点，M、N分别为A球从同一高度静止释放到达斜槽水平端与B球相碰后A、B球落点,现已测得O到M、P、N距离分别为S1、S2、S3，若关系式           成立,则验证了A、B相碰动量守恒.

6.某同学用如图甲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处由静止开始滚下,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球仍从原固定点由静止开始滚下,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ABC点。

⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些_____________．

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．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t

E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC 

F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h

⑵小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系?

为什么?

_____________________________________________________________________。

⑶放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?

如果不是同时落地,对实验结果有没有影响?

为什么?

_______________________________________________________________________。

这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_____点和_____点．

⑷为测定未放被碰小球时,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,图乙给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm．

⑸按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________．

7.气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图1－9所示，采用的实验步骤如下：

a．松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰到C、D挡板时计时器结束计时，分别记下A、B到达C、D的运动时间t1和t2.

b．在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置．

c．给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平．

d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1，B的右端至D板的距离L2.

（1）实验步骤的正确顺序是______________．

（2）实验中还需要的测量仪器是----------------------------------------------，

还需要测量的物理量是-----------------------------------------------------

（3）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____________．

8.某同学用如图所示的装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证碰撞中的动量守恒，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槽末端的支柱上，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，图中O点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图，其中米尺水平放置，米尺的零点与O点对齐

（1）从图中可以测出碰撞后B球的水平射程应取为---------------cm

（2）若A球和B球的质量分别为mA和mB,球的直径为d,OM的距离为S1,OP的距离为S2,ON的距离为S3,则验证碰撞中的动量守恒的表达式为---------------

9.某同学采用如图所示的装置来验证动量守恒定律。

图中MN是斜槽，NR为水平槽。

实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，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个落点痕迹平均位置P；再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从固定位置由静止开始滚下，与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10个落点痕迹平均位置E、F。

①若A球质量为m1，半径为r1；B球质量为m2，半径为r2，则

A．m1>m2 r1>r2  B．m1>m2 r1m2 r1=r2  D．m1

②以下提供的器材中，本实验必需的有

A．刻度尺   B．打点计时器   C．天平   D．秒表

③A球每次从斜槽上某一固定位置由静止滚下，这是使　          　。

设A球的质量为m1，B球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为（用装置

图中的字母表示）         。

10.如图5所示，在做“碰撞中的动量守恒”实验中，

（1）下列测定入射小球和被碰小球在碰撞前后的速度的方法或原理正确的是_______

A．用秒表测出时间t，用刻度尺测出位移s，用

求出速度

B．测出打点计时器在纸带上打下的点间距离s1、s2，用

求出速度

C．用小球离开桌面后的水平射程x来代替速度

D．测出小球下落高度h，用

求出速度k#s5u

（2）下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是_____

A．秒表    

B．天平  

C．刻度尺   

D．弹簧秤

（3）完成本实验，下列必须要求的条件是___________

A．斜槽轨道必须光滑以减少误差 

B．斜槽轨道末端的切线必须水平

C．入射球和被碰球的质量必须相等

D．入射球每次必须从轨道的同一位

置由静止滚下

（4）某次实验中得出的落点情况如图6所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为__________。

11.

（1）如图为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图

①在验证动量守恒定律的实验中，必须要求的条件是：

（  ）

A.轨道是光滑的。

B.轨道末端的切线是水平的。

C.碰撞的瞬间m1和m2球心连线与轨道末端的切线平行。

D.每次m1都要从同一高度静止滚下

②入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是m1____m2.

③实验时，小球的落点分别如右图的Ｍ、Ｎ、Ｐ点，应该比较下列哪两组数值在误差范围内相等，从而验证动量守恒定律：

（   ）

A. m1·

        B. m1·

        C. m1·

D. m1·

＋m2·

  E. m1·

+m2

   F. m1·

＋m2·

④在做此实验时，若某次实验得出小球的落点情况如图所示。

假设碰撞中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比m1　：

m2=      .

（2）某同学在“用打点计时器测加速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点。

其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为T，T=

，完成下面问题。

①根据打点计时器打出的纸带，我们可以直接得到的物理量是     

A．时间   B．位移   C．速度   D．加速度

②关于接通电源和释放纸带的次序，下列说法正确的是    

A．先接通电源，后释放纸带     B．先释放纸带，后接通电源

C．释放纸带同时接通电源      D．先接通电源或先释放纸带都可以

③每两个计数点间还有　  个点没有标出。

④利用纸带所标示的字母，

写出小车在第4个测量点的瞬时速度的计算表达式 v4=     ；

小车运动的加速度计算表达式a=     

12.如图所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨以及滑块A、B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

（a）用天平分别测出滑块A、B的质量mA,mB

（b）调整气垫导轨，使导轨处于水平．

（c）在滑块A、滑块B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．

（d）用刻度尺测出滑块A的左端至板C的距离L1.

（e）按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当滑块A、B分别碰撞挡板C、D时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2。

（1）（2分）实验中还应测量的物理量是       。

（2）（2分）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是       。

13.在用如图所示的装置做”验证动量守恒定律”实验时,入射球a的质量为m1,被碰球b的质量为m2,小球的半径为r,各小球的落地点如图所示,下列关于这个实验的说法正确的是（  ）

A.入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相同的小球

B.让入射球与被碰球连续10次相碰,每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下

C.要验证的表达式是

D.要验证的表达式是

14.在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：

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＞r2

B．m1＞m2，r1＜r2

C．m1＞m2，r1＝r2

D．m1＜m2，r1＝r2

若采用图乙所示装置进行实验，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．弹簧测力计　E．秒表

设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为_________．（用装置图中的字母表示）

（3）在用如图5－5－8所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是______

图5－5－8

A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值

B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值

C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度

D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度

试卷答案

1.

2.

（1）BD（3分）

（2）大于（3分）

（3）一定相同（3分）

（4）a点位置的范围大致在45.95～45.99cm（4分）

（5）maOB＝maOA＋mbOC（5分）

3.

（1）__大于_   

（2）  切线水平  

（3）__b        8.52         11.02      

（4）______AF_____   （5）maOP=ma0M+mbON  

4.

（1）C  

（2）ADE （3） m1·OM＋m2·ON＝m1·OP  m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2

5.①大于 ;②

6.

（1）B、E

（2）

。

防止a球碰撞后反向弹回，再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。

（3）同时落地。

如果不是同时落地，会影响实验结果。

A、C

（4）4.59cm   （5）

7.

（1）cbda　

（2）天平　A、B两滑块的质量M1、M2

（3）M1

＝M2

8.

（1）80.38—80.44cm    

（2）

9.①C   ②AC   ③A球每次到槽口时有相同的速度

m1

=m1

+m2

10.

（1）C 

（2）BC  （3）BDE（4）4:

1

11.⑴ ①BCD  ② >  ③AD  ④4：

1

⑵ ①AB   ②A   ③4

④

12.（l）B的右端至D板的距离

（2）

13.D

14.

C　……2分

AC　……2分

m1OP＝m1OM＋m2O′N……2分

（3）选AC. 3分