1.4实验：验证动量守恒定律 同步提升作业-2021-2022学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册

1.4实验：验证动量守恒定律 同步提升作业（含解析） 一、选择题 1．某学习小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中先从某一高度处单独释放质量为 的小球a，标记下小球a撞击在挡板上的位置M，再在水平轨道上放上质量为 的小球b，从同一高度释放小球a，标记两球撞击挡板的位置P、N，关于本实验下列说法正确的是（　　） A．位置N为小球b撞击挡板的位置 B．两小球从碰撞后至撞击挡板的过程中在空中运动的时间相同 C．小球离开轨道后下落的高度越大则小球的离开轨道时的速度越大 D．该实验中可用 来反映小球a的初动量 2．某中学实验小组的同学在“验证动量守恒定律”时，利用了如图所示的实验装置进行探究，下列说法正确的是（　　） A．要求斜槽一定是光滑的且斜槽的末端必须水平 B．入射球单独平抛与碰后平抛的释放点的高度可以不同 C．入射球和被碰球的直径必须相等 D．入射球的质量必须与被碰球的质量相等 二、实验题 3．某实验小组利用频闪照相机和气垫导轨做“研究动量守恒”实验。如图甲所示，气垫导轨上有A、B两个滑块，质量分别为400 g、300 g，用细绳（细绳未画出）将滑块A、B连接，使A、B间的轻质弹簧处于压缩状态。开始时两个滑块都处于静止状态，若某时刻烧断细绳，滑块开始运动，图乙给出两个滑块运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz，分析照片，回答下列问题： （1）A、B离开弹簧后，A的动量大小为______kg·m/s，B的动量大小为______kg·m/s； （2）根据实验数据，实验小组得出“在实验误差允许的范围内，两个滑块组成的系统动量守恒。你认为得到这个结论的依据是______。 4．气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦。在实验室中我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨及质量均为M的滑块A和B进行实验，如图所示。实验步骤如下： a.在滑块A上固定一质量为m的砝码，在滑块A和B之间放入一个处于压缩状态的轻弹簧，用电动卡销置于气垫导轨上； b.按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当滑块A、B分别碰撞C、D挡板时计时结束，计时装置自动记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1、t2； c.重复几次步骤a、b。问： （1）在调整气垫导轨时应注意_______。 （2）还应测量的数据有______。 （3）滑块 、 被弹开过程中遵守的关系式是___。 5．如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为20Hz。开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用细绳连接，细绳烧断后，两个滑块向相反方向运动。已知滑块A、B的质量分别为2kg、3kg，根据照片记录的信息，细绳烧断后，A滑块做________运动，其动量大小为________ ，本实验得出的结论是_____________。 6．利用如图所示的实验装置可验证动量守恒定律。由于小球的下落高度是定值，下落时间是定值，所以小球落在地面上的水平位移就代表了小球做平抛运动时水平初速度的大小,这样碰前速度和碰后速度就可以用平抛运动的水平位移来表示。 （1）以下要求正确的是______。 A．入射小球的半径应该大于被碰小球的半径 B．入射小球的半径应该等于被碰小球的半径 C．入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滚下 D．斜槽末端必须是水平的 （2）关于小球的落点,下列说法正确的是______。 A．如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下，重复几次的落点一定是完全重合的 B．由于偶然因素存在，重复操作时，小球的落点不会完全重合，但是落点应当比较集中 C．测定落点P的位置时，如果几次落点的位置分别为P1、P2、…、Pn，则落点的平均位置满足 D．用尽可能小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置 （3）实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点,经多次实验，在记录纸上找到了两球平均落点位置分别为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON。已知入射球的质量为m1，被碰球的质量为m2，如果测得m1·OM+m2·ON近似等于______，则可证明碰撞中系统的动量守恒。 （4）在实验中,根据小球的落点情况,若等式ON=______成立，则可证明碰撞中系统的动能守恒[要求用第（3）问中涉及的物理量表示]。 7．（1）在“探究求合力的方法”实验中。 ①已有实验器材：木板、白纸、图钉若干、带细绳套的橡皮筋、铅笔，还需要选取______； A． B． C． D． ②实验中，需要将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图）。实验中需用两个弹簧测力计分别