【物理】2020届一轮复习人教版验证动量守恒定律课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版验证动量守恒定律课时作业

‎2020届一轮复习人教版 验证动量守恒定律 课时作业 ‎1.如图9所示，在验证动量守恒定律实验时，小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动.然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续匀速运动，在小车A后连着纸带，纸带穿过电磁打点计时器，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板右端下面垫放薄木片用以平衡摩擦力.‎ 图9‎ ‎(1)若获得纸带如图10所示，并测得各计数点间距(已标在图上).A为运动起始的第一点，则应选________段来计算A的碰前速度，应选________段来计算A和B碰后的共同速度(填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”).‎ 图10‎ ‎(2)已测得小车A的质量为m1＝0.30kg，小车B的质量为m2＝0.20kg，由以上测量结果可得碰前系统总动量为________kg·m/s，碰后系统总动量为______ kg·m/s.(结果保留四位有效数字)‎ ‎(3)实验结论：_______________________________________________________________.‎ 答案　(1)BC　DE　(2)1.035　1.030　(3)在实验误差允许范围内，碰前和碰后的总动量相等，碰撞过程中，系统的动量守恒 解析　(1)A与B碰后粘在一起继续运动，速度减小，相等时间内的间隔减小，可知通过BC段来计算A的碰前速度，通过DE段计算A和B碰后的共同速度.‎ ‎(2)A碰前的速度：v1＝＝ m/s＝3.450 m/s 碰后共同速度：v2＝＝ m/s＝2.060 m/s.‎ 碰前总动量：p1＝m1v1＝0.3×3.450 kg·m/s＝‎ ‎1.035 kg·m/s 碰后的总动量：p2＝(m1＋m2)v2＝0.5×2.060 kg·m/s＝1.030 kg·m/s ‎(3)在实验误差允许范围内，A、B碰撞前后总动量相等，碰撞过程中，系统动量守恒.‎ ‎3．某同学用如图所示的装置做“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 ‎(2)根据实验要求，ma________(填“大于”“小于”或“等于”)mb.‎ ‎(3)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？(不必做分析)‎ ‎____________________________________________________.‎ ‎(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，如图给出了小球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，验证动量守恒定律的表达式是___________‎ ‎__________________________________________________________.‎ 答案：(1)BE　(2)大于　(3)b球先落地，对实验结果无影响　(4)45.97(45.95～45.99均正确)　(5)maOB＝maOA＋mbOC 解析：(1)必须测量的物理量有两小球的质量ma、mb，各落点A、B、C到O点的距离OA、OB、OC，B、E正确．‎ ‎(2)为使a球碰b球后不反弹，必须有ma>mb.‎ ‎(3)b球被碰飞出后，a球还要在水平段运动一小段，因此，b球先落地，但不影响实验结果．‎ ‎(4)画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心位置大约在45.97 cm.‎ ‎(5)若动量守恒，应有mava＝mav′a＋mbv′b，va是小球a单独下落离开轨道时的速度，v′a、v′b 是两球碰后离开轨道时的速度，又v＝，则有ma·＝ma·＋mb·，即maOB＝maOA＋mbOC.‎ ‎4．气垫导轨(如图甲所示)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图乙所示为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后两滑块的总动量大小为________．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．‎ 答案：0.2abs1　0.2abs3　0.2ab(s1－s3)　0.4abs2‎ 解析：打点周期T＝，打s1、s2、s3均用时.‎ 碰前其中一滑块的动量p1＝mv1＝m＝a＝0.2abs1.‎ 碰前另一滑块的动量p2＝mv2＝m＝a＝0.2abs3，‎ 故碰前总动量p＝p1－p2＝0.2ab(s1－s3)，‎ 同理碰后总动量p′＝2m＝0.4abs2.‎ ‎[能力提升]‎ ‎5．为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：‎ 步骤1：在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；‎ 步骤2：安装好实验装置如图甲，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾斜槽和水平槽由一小段弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；‎ 步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；‎ 步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图乙所示．‎ ‎(1)由图乙分析可知，滑块A与滑块B碰撞位置________．‎ A．在P5、P6之间　B．在P6处　C．在P6、P7之间 ‎(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是________．‎ ‎①A、B两个滑块的质量m1和m2‎ ‎②滑块A释放时距桌面的高度 ‎③频闪照相的周期 ‎④照片尺寸和实际尺寸的比例 ‎⑤照片上测得的x45、x56和x67、x78‎ ‎⑥照片上测得的x34、x45、x56和x67、x78、x89‎ ‎⑦滑块与桌面间的动摩擦因数 写出验证动量守恒的表达式____________________________．‎ ‎(3)请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议：________________________________________________________.‎ 答案：(1)B　(2)①⑥　m1(x45＋2x56－x34)＝(m1＋m2)(2x67＋x78－x89)　(3)将轨道的一端垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动(其他合理答案也可)‎ 解析：(1)由题图可得x12＝3.00 cm, x23＝2.80 cm，x34＝2.60 cm，x45＝2.40 cm，x56＝2.20 cm，x67＝1.60 cm，x78＝1.40 cm，x89＝1.20 cm.根据匀变速直线运动的特点可知A、B相撞的位置在P6处．‎ ‎(2)为了探究A、B相撞前后动量是否守恒，就要得到碰撞前后的动量，所以要测量A、B两个滑块的质量m1、m2‎ 和碰撞前后的速度．设照相机拍摄时间间隔为T，则P4处的速度为v4＝，P5处的速度为v5＝，因为v5＝，所以A、B碰撞前在P6处的速度为v6＝；同理可得碰撞后AB在P6处的速度为v′6＝.若动量守恒则有m1v6＝(m1＋m2)v′6，整理得m1(x45＋2x56－x34)＝(m1＋m2)(2x67＋x78－x89)．因此需要测量或读取的物理量是①⑥.‎ ‎(3)若碰撞前后都做匀速运动则可提高实验的精确度．‎