内容正文:
第一章 动量守恒定律
1.4 验证动量守恒定律
一、单选题:
1.在利用平抛运动做“探究碰撞中的不变量”实验中,安装斜槽轨道时,应让斜槽末端的切线保持水平,这样做的目的是( )
A.入射球得到较大的速度
B.入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向
C.入射球与被碰球碰撞时动能无损失
D.入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出
2.在用两个小球的碰撞来验证碰撞中的不变量时,不是产生误差的主要原因的是( )
A.碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球方向不是绝对沿水平方向
B.小球在空气中飞行时受到空气阻力
C.通过复写纸描得的各点,不是理想的点,有一定的大小,从而带来作图上的误差
D.测量长度时有误差
2、 多选题:
3.在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时,下列哪些操作是正确的 ( )
A.相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了改变两车的质量
B.相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了碰撞后粘在一起
C.先接通打点计时器的电源,再释放拖动纸带的小车
D.先释放拖动纸带的小车,再接通打点计时器的电源
4.如图所示为“探究碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图.在本实验中,实验必须要求的条件是( )
A.斜槽轨道应尽可能光滑
B.斜槽轨道末端的切线水平
C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放
D.入射小球与被碰小球满足ma>mb,ra=rb
5.某同学用频闪照相和气垫导轨探究碰撞中的不变量,现用天平测出滑块A、B的质量分别为300 g和200 g,接着安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平.然后向气垫导轨通入压缩空气,再把A、B两滑块放到导轨上,分别给它们初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔为Δt=0.2 s.如图所示是闪光4次拍摄得到的照片,其间A、B两滑块均在0~80 cm刻度范围内.第一次闪光时,滑块B恰好通过x=55 cm处,滑块A恰好通过x=70 cm处,碰撞后滑块A静止,B立即反向.关于该实验,下列判断正确的是( )
A.两滑块的碰撞发生在第一次闪光后0.1 s
B.碰撞前A的速度大小是0.5 m/s
C.碰撞前B的速度大小是1.0 m/s
D.实验结果表明,碰撞前后两滑块的质量与速度的乘积之和不变
3、 非选择题:
6.用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒,现有质量相等的a、b两个小球用等长的、不可伸长的细线悬挂起来,b球静止,拉起a球由静止释放,在最低点a、b两球发生正碰,碰后a球速度为零,完成以下问题:
(1)实验中必须测量的物理量有________.
A.a、b球的质量m
B.细线的长度L
C.释放时a球偏离竖直方向的角度θ1
D.碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ2
E.当地的重力加速度g
(2)利用上述测量的物理量验证动量守恒定律的表达式为________.
7.用如图甲所示的装置探究碰撞中的动量守恒,小车P的前端、小车Q的后端均粘有橡皮泥,小车P的后端连接通过打点计时器的纸带,在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力,推一下小车P,使之运动,与静止的小车Q相碰粘在一起,继续运动.
(1)实验获得的一条纸带如图乙所示,根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分,用刻度尺测得B、C、D、E各点到起点A的距离.根据碰撞前后小车的运动情况,应选纸带上________段来计算小车P的碰撞前速度.
(2)测得小车P(含橡皮泥)的质量为m1,小车Q(含橡皮泥)的质量为m2,如果实验数据满足关系式________,则说明小车P、Q组成的系统碰撞前后动量守恒.
(3)如果在测量小车P的质量时,忘记粘橡皮泥,则所测系统碰撞前总动量与系统碰撞后总动量相比,将________(选填“偏大”“偏小”或“相等”).
8.某实验小组在进行“探究碰撞中的动量守恒”的实验.入射小球与被碰小球半径相同.
(1)实验装置如图甲所示,先不放B小球,使A小球从斜槽上某一固定点C(图中未画出)由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.再把B小球静置于水平槽前端边缘处,让A小球仍从C处由静止滚下,A小球和B小球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹.如图乙所示,记录纸上的O点是重锤所指的位置,M、P、N分别为落点的痕迹.未放B小球时,A小球落地点是记录纸上的________点.
甲 乙
(2)实验中可以将表达式m1v1=m1v1′+m2v2′转化为m1s1=m1s1′+m2s2′来进行验证,其中s1、s1′、s2′为小球做平抛运动的水平位移.可以进行这种转化的依据是________.(请你选择一个最合适的答案)
A.小球飞出后的加速度相同
B.小球飞出后,水平方向的速度相同
C.小球在空中水平方向都做匀速直线运动,