河南省信阳高级中学2019届高三物理一日一题(12)——验证动量守恒

一日一题（12）——验证动量守恒 2018.10.15 1、 例题精选 如图1所示，某同学设计一个气垫导轨装置验证动量守恒定律的实验 ①用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图2所示，则d=　 　mm； ②质量为m2的滑块2静止放在水平气垫导轨上光电门B的右侧，质量为m1的滑块从光电门A的右侧向左运动，穿过光电门A与滑块2发生碰撞，随后两个滑块分离并依次穿过光电门B，滑块2与导轨左端相碰并被粘接条粘住，待滑块1穿过光电门B后用手将它停住，两个滑块固定的遮光条宽度相同，数字计时器分别记录下滑块1通过光电门A的时间△t、滑块2和滑块1依次通过光电门B的时间△t2和△t1．本实验中两个滑块的质量大小关系应为　 　。若等式　 　成立，则证明两滑块碰撞过程中系统的动量守恒（用题中的所给的字母表示）。 【考点】验证动量守恒定律．【分析】①游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数； ②明确实验原理，根据动量守恒定律可分析应满足的表达式。 【解答】①由图1所示游标卡尺可知，主尺示数为13mm，游标尺示数为16×0.05mm=0.80mm，游标卡尺示数为13mm+0.80mm=13.80mm； ②由题意可知，碰后要求两物体均沿A的原来运动方向运动，因此必须要求A的质量大于B的质量，即m1＞m2； 根据平均速度公式可知，A的初速度v1=，碰后AB的速度分别为v1'=，v2'=； 根据动量守恒定律可知，应满足的表达式为：m1v1=m1v1'+m2v2' 将速度代入化简可知，只要满足： =+ 故答案为：①13.80；②m1＞m2；=+ 【点评】本题考查验证动量守恒的实验，要注意明确实验原理，知道实验中的注意事项，能根据两物体的运动情况分析应满足的条件，同时注意求瞬时速度的方法。 2、 真题演练 （2014•新课标Ⅱ）利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律．在图（a）中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间． 实验测得滑块A质量m1=0.310kg，滑块B的质量m2=0.108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用的交流电的频率为f=50Hz．将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，