1.4验证动量守恒定律-2021-2022学年高二物理优化训练（2019人教版选修第一册）

第一章 动量守恒定律 1.4验证动量守恒定律 一、单选题 1.在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m1 ， 被碰球b的质量为m2 ， 各小球的落地点如图所示，关于这个实验，下列说法正确的是（   ） A. 入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球 B. 每次都要使入射小球从斜槽，上不同的位置滚下 C. 要验证的表达式是m1·ON=m1·OM+m2·OP D. 要验证的表达式是m1·OP=m1·OM+m2·ON 【答案】 D 【解析】A．为了让两个小球发生对心碰撞，两球的直径应相等，为了防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，A不符合题意； B．为保证球每次碰撞前速度相等，每次应使入射小球从斜槽上同一位置由静止滚下，B不符合题意； CD．没有放被碰球时，入射小球掉落在P位置，有被碰球时，入射球a落在M点，被碰球b落在N点，它们抛出点高度相同，它们在空中运动的时间相等，如果碰撞过程动量守恒，则 两边同时乘以时间，可得 即要验证的表达式m1·OP=m1·OM+m2·ON C不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 2.在用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验时，入射小球a的质量为m1 ， 被碰小球b的质量为m2 ， 小球的半径为r，各小球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是（   ） A. 入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相同的小球 B. 让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下 C. 要验证的表达式是 D. 要验证的表达式是 【答案】 D 【解析】A．入射球与被碰球最好采用半径大小相同、入射球的质量大于被碰球的质量，以防止入射球碰后反弹，A不符合题意； B．让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上相同的位置滚下，以保证每次碰撞的初速度相同，B不符合题意； CD．要验证的表达式是 由于小球做平抛运动，下落的高度相同，时间相同，则水平位移与水平速度成正比，则表达式可写成 ，C不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 二、填空题 3.某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，其操作步骤如下： A．将操作台调为水平，并在两侧挂上重垂线； B．用天平测出滑块A、B的质量mA、mB； C．用细线将滑块A、B连接，滑块A、B 紧靠在操作台边缘，使A、B间的轻弹簧处于压缩状态； D．剪断细线，滑块A、B均做平抛运动，记录A、B滑块的落地点M、N； E．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2； F．用刻度尺测出操作台面距地面的高度h。 ①上述步骤中，多余的步骤是________； ②如果系统动量守恒，须满足的关系是________。 【答案】 F； 【解析】①②在该实验中，需要验证的方程 由于两物体作平抛运动的高度相同，可知两球作平抛运动的时间相同，又因为 代入，故只需要验证 在上述步骤中，不需要用刻度尺测出操作台面距地面的高度h，故多余的步骤是F。 4.如图甲所示，在探究碰撞中的不变量实验时，长木板光滑且处于水平，小车A的前端粘有橡皮泥，用手推动一下小车A，放手后小车A做匀速运动，然后与原来諍止在前方的小车B相碰并粘合在一起，之后继续匀速运动，在小车A后连着纸带，打点计时器电源周期为0.02s。 ①若获得纸带如图乙所示，a为运动的起始点，从a点开始，每5个点取一个计数点，其中a、b、c、d、e都为计数点，并测得相邻计数点间距（已标在图上），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、bc、cd或de）。 ②已测得小车A（含橡皮泥）的质量mA=0.30kg，小车B（含撞针）的质量为mB=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。（结果均保留三位有效数字） 【答案】 bc；de；1.04；1.03 【解析】①推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，Bc段为匀速运动的阶段，故答案为：bc计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选de段来计算碰后共同的速度；②A碰前的速度 碰后共同速度 碰前系统总动量 碰后系统总动量 5.为了验证碰撞中的动量和能量是否守恒，长郡中学髙三物理兴趣小组找来了一端倾斜另一端水平的光滑轨道，如图所示。在距离水平部分高为h处和水平部分安装了1、2两个光电门，然后找来两个直径均为d但质量分别为mA和mB的小球A、B进行实验。先将小球B静放在水平轨道上两光