第一章 实验 验证动量守恒定律 （备作业）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-5）

第一章 实验 验证动量守恒定律 （解析版） 1.做“验证动量守恒定律”的实验装置如图所示。图中斜槽与水平槽平滑连接，按要求安装好仪器后开始实验。先不放被碰小球，使入射球从斜槽上的M点由静止滚下落地，重复实验若干次；然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的前端边缘N处（槽口），再使入射球从斜槽上的M点由静止滚下。重复实验若干次，并在白纸上记录下重锤在记录纸上的竖直投影点和每次实验时小球落点的平均位置，从左至右依次为O、A、B、C点，测得两小钢球直径相等，入射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2，且m1＝2m2．下列有关本实验的说法中正确的有（　　） A．未放被碰小球和放了被碰小球m2 时，入射小球m1的落点分别为A、B B．未放被碰小球和放了被碰小球m2 时，入射小球m1的落点分别为B、A C．未放被碰小球和放了被碰小球m2 时，入射小球m1的落点分别为C、A D．在误差允许的范围内若测得|OC|＝2|AB|，则说明碰撞过程中由m1、m2 两球组成的系统满足动量守恒定律 【答案】BD 【解析】设入射小球在初速度是v1，碰撞后的速度是v1′，被碰小球的速度是v2′，则： m1v1＝m1v1′+m2v2′ 设由于：m1＝2m2， 则有：2（v1﹣v'1）＝v2' 设平抛的时间是t：则OA＝v'1t，OA＝v2't，OB＝v1t 所以：若系统碰撞的过程中动量守恒，则满足：|OC|＝2|AB|； 所以未放被碰小球时，入射小球m1的落点为B点；放了被碰小球m2时小球的落点为A．故AC错误，BD正确； 故选：BD。 2．某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻质弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒． 图 (1)该同学还必须有的器材是________________． (2)需要直接测量的数据是____________________________________________________ ________________________________________________________________________. (3)用所得数据验证动量守恒的关系式是________________________________________． 【答案】(1)刻度尺、天平　(2)两物体的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离x1、x2 (3)m1x1＝m2x2 【解析】这个实验的思路与课本上采用的实验的原理完全相同，也是通过测平抛运动的位移来代替它们作用完毕时的速度． 3.用如图所示的装置可以验证动量守恒定律。 (1)实验中质量为m1的入射小球和质量为m2的被碰小球的质量关系是m1______m2（选填“大于”、“等于”、“小于”）； (2)图中O点是小球抛出点在地面上的投影，实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复本操作。接下来要完成的必要步骤是_____。（填选项前的字母） A．用天平测量两个小球的质量m1，m2； B．测量小球m1开始释放的高度h； C．测量抛出点距地面的高度H； D．分别通过画最小的圆找到m1，m2相碰后平均落地点的位置M，N； E．测量平抛射程OM，ON。 (3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________（用(2)中测量的量表示）； (4)经过测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地的平均位置距O点的距离如图所示。若用长度代表速度，则两球碰撞前“总动量”之和为_____g·cm，两球碰撞后“总动量”之和为______g·cm。 【答案】大于 ADE 2016 2001 【解析】(1)为了防止入射球反弹，必须用质量大的小球去碰撞质量小的小球即 (2)要验证动量守恒定律定律，即验证 小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得 得 因此实验需要测量，两球的质量、小球的水平位移，故ADE正确。 故选ADE。 (3)由(2)分析可知若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 (4)两球碰撞前的动量之和 碰撞后的总动量 。 4.(1)如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。 ①下列说法中不符合本实验要求的是________ 。（选填选项前面的字母） A．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同 B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 C．安装轨道时