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)
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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.