1.4 验证动量守恒定律-习题训练-2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修一

《验证动量守恒定律》习题训练

        光电门测速

1．在“验证动量守恒定律”的实验中，如图甲所示，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B，测得A、B的质量分别为m1和m2，遮光板的宽度相同。实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电时间分别为t1、t2。

（1）图乙为两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d时的情景。由该图可知其示数为______mm。

（2）用题中测得的物理量表示动量守恒应满足的关系式为______（用t1、t2、d表示）。

（3）若实验过程中气垫导轨未调节水平，则系统动量______（填守恒/不守恒）。

2．小明同学利用如图所示装置验证动量守恒定律。实验步骤如下：

①将光电门1、2分别固定在气垫导轨左右两侧，打开电源，调节气垫导轨水平；

②将两个宽度均为d （已知）的挡光片分别安装在甲、乙两滑块上；

③把两个滑块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧；

④烧断细线，观察两滑块的运动情况；

⑤当滑块上的挡光片经过光电门时，分别用光电计时器测得光线被甲、乙两挡光片遮住的时间t1、t2；

⑥分别求出相互作用前后的总动量，进行比较。

根据实验步骤，回答下列问题：

（1）为了完成实验，还需要的测量工具有___________（填选项前的字母代号）

A．毫米刻度尺        B．游标卡尺        C．天平    D．秒表

（2）写出还需要测量的物理量和符号___________；

（3）实验所要验证的表达式为___________。（用已知量及所测得物理量表示）

 

        频闪照片测速

3．在碰撞问题中，人们经常采用恢复系数e来描述运动，其定义式为：碰撞后两物体相对速率（v相对），与碰撞前两球相对速率（v0相对）之比，即e = 。某兴趣小组为测定碰撞系数，设计了如下实验：如图甲所示，气垫导轨上放有质量不等的两滑块A和B。用频闪照相机闪光4次拍得照片如图乙所示，已知闪光时间间隔为△t=0.02s，闪光本身持续时间极短，已知在这4次闪光的时间内A、B均在0~80cm范围内且第一次闪光时，A恰好过x=55cm处，B恰好过x=70cm处，则可知：

（1）两滑块在x=__________cm处相碰；

（2）碰撞之后两滑块的速度大小分别为：vA=__________，vB=__________；

（3）此次碰撞的恢复系数为e=__________。

 

        打点计时器测速

4．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：将打点计时器固定在光滑的长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图1，碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘

合成一体。他在安装好实验装置后，先接通电源然后轻推小车A，使A获得一定的速度，电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点，已知电源频率为50Hz。

（1）实验中打出的纸带如图2所示，并测得各计数点间距标在图上，则应选___________段计算A的碰前速度；应选___________段计算A和B碰后的共同速度（选填：“BC”“CD”或“DE”）。

（2）已测得小车A的质量m1=0.20kg，小车B的质量m2=0.10kg，由以上测量结果可得：碰前m1v1=___________kg·m/s；碰后（m1＋m2）v2=___________kg·m/s。（计算结果保留两位有效数字）

（3）由以上实验结果，可知在误差允许的范围内，AB碰撞过程中___________不变。

 

        单摆测速

5．如图所示的装置是“冲击摆”，摆锤的质量很大，子弹以初速度从水平方向射入摆中并留在其中，随摆锤一起摆动。

（1）子弹射入摆锤后，要得到子弹和摆锤一起运动的初速度，需要测量的物理量有__________。

A．子弹的质量         B．摆锤的质量