2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)15 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律練習(xí)（含解析）

2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)15 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律練習(xí)（含解析） 1．氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，開(kāi)始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，滑塊間用繩子連接(如圖甲所示)，繩子燒斷后，兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)，圖乙為它們運(yùn)動(dòng)過(guò)程的頻閃照片，頻閃的頻率為10 Hz，由圖可知： (1)A、B離開(kāi)彈簧后，應(yīng)該做________運(yùn)動(dòng)，已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200 g、300 g，根據(jù)照片記錄的信息，從圖中可以看出閃光照片有明顯與事實(shí)不相符合的地方是________________________________________________________________________． (2)若不計(jì)此失誤，分開(kāi)后，A的動(dòng)量大小為_(kāi)_______kg·m/s，B的動(dòng)量大小為_(kāi)_______kg·m/s，本實(shí)驗(yàn)中得出“在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒”這一結(jié)論的依據(jù)是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案：(1)勻速直線　A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔　(2)0.018　0.018　A、B兩滑塊作用前后總動(dòng)量不變，均為0 解析：(1)A、B離開(kāi)彈簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在離開(kāi)彈簧前A、B均做加速運(yùn)動(dòng)，A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔都應(yīng)該比后面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)相鄰間隔的長(zhǎng)度?。? (2)周期T＝＝0.1 s，v＝，由題圖知A、B勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度分別為vA＝0.09 m/s，vB＝0.06 m/s，分開(kāi)后A、B的動(dòng)量大小均為pA＝0.018 kg·m/s，方向相反，滿足動(dòng)量守恒，系統(tǒng)的總動(dòng)量為0. 2．氣墊導(dǎo)軌(如圖甲)工作時(shí)，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力．為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個(gè)質(zhì)量均為a的滑塊，每個(gè)滑塊的一端分別與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．圖乙所示為某次實(shí)驗(yàn)打出的點(diǎn)跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間距的6個(gè)連續(xù)點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長(zhǎng)度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國(guó)際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動(dòng)量大小分別為_(kāi)_______、________，兩滑塊的總動(dòng)量大小為_(kāi)___________；碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為_(kāi)_________．重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多做幾次．若碰撞前、后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證． 答案：0.2abs1　0.2abs3　0.2ab(s1－s3)　0.4abs2 解析：打點(diǎn)周期T＝，打s1、s2、s3均用時(shí).碰前其中一滑 塊的動(dòng)量p1＝mv1＝m＝a＝0.2abs1. 碰前另一滑塊的動(dòng)量 p2＝mv2＝m＝a＝0.2abs3， 故碰前總動(dòng)量p＝p1－p2＝0.2ab(s1－s3)， 同理碰后總動(dòng)量p′＝2m＝0.4abs2. 3．如圖是用來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)下方桌子的邊沿有一豎直立柱．實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)懸點(diǎn)，使彈性球1靜止時(shí)恰與立柱上的球2接觸且兩球等高．將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時(shí)把球2放在立柱上．釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)．測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒．現(xiàn)已測(cè)出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a，B點(diǎn)離水平桌面的距離為b，C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c.此時(shí)， (1)還需要測(cè)量的量是____________、________和________． (2)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為_(kāi)______________________．(忽略小球的大小) 答案：(1)彈性球1、2的質(zhì)量m1、m2　立柱高h(yuǎn)　桌面高H　 (2)2m1＝2m1＋m2 解析：(1)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒必須知道兩球碰撞前后的動(dòng)量變化，根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b，由機(jī)械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再測(cè)量彈性球1的質(zhì)量m1，就能求出彈性球1的動(dòng)量變化；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律只要測(cè)出立柱高h(yuǎn)和桌面高H就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化，故只要測(cè)量彈性球2的質(zhì)量和立柱高h(yuǎn)、桌面高H就能求出彈性球2的動(dòng)量變化． (2)根據(jù)(1)的解析可以寫(xiě)出動(dòng)量守恒的方程2m1＝2m1＋m2.