1.4 实验：验证动量守恒定律（精选练习）-2021-2022学年下学期高二物理同步精品课堂（新教材人教版选择性必修第一册）

人教版新教材 物理选择性必修第一册 第一章《动量守恒定律》 1.4 验证动量守恒定律 精选练习 1、 夯实基础 1．（2018·湖南·宁乡市教育研究中心高一期末）如图（a）所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车连接一穿过打点计时器的纸带，启动打点计时器，使甲车获得一水平初速度。甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动。纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图（b）所示，电源频率为50 Hz。 （1）碰撞前甲车运动速度大小为________m/s，碰撞后甲、乙两车一起运动速度大小为________m/s （2）在碰撞过程中两小车系统机械能__________，动量__________。（选填守恒、不守恒、不能确定） 2．（2021·四川省资阳中学高一阶段练习）实验小组的同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，水平气垫导轨上装有两个光电门，如图所示，实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，它们穿过光电门后发生碰撞。实验测得滑块A的总质量为（含遮光片）mA、滑块B的总质量为（含遮光片）mB，两滑块上遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间：左侧光电门记录的时间为t1，右侧光电门一共记录了3个不等的时间，先后分别是t2、t3、t4。 （1）完成上述实验______（填“需要”或“不需要”）测量遮光片的宽度。 （2）右侧光电门记录的时间t3、t4，可以判断t3______t4（填“>”或“<”）。 （3）若两滑块相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________；若碰撞为弹性碰撞，还需满足_________。 3．（2020·湖北·武汉市洪山高级中学高一期中）某同学设计了一个用打点计时器来完成“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所示，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50 Hz。 （1）实验中打出的纸带如图2所示，并已将测得的各计数点的间距标在图上，则应选_________段计算A的碰前速度；应选_________段计算A、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＝0.40 kg，小车B的质量m2＝0.20 kg，由以上相关数据可得：碰前m1v1＝_________kg·m/s；碰后（m1＋m2）v2＝__________kg·m/s；（计算结果均保留两位有效数字） （3）根据上述计算结果，可得出的实验结论为________。 4．（2022·全国·高一专题练习）“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示，阻力很小的滑轨上有两辆小车A、B，给小车A一定速度去碰撞静止的小车B，小车A、B碰撞前后的速度大小可由速度传感器测得。 ①实验应进行的操作有_______。 A．测量滑轨的长度 B．测量小车的长度和高度 C．碰撞前将滑轨调成水平 ②下表是某次实验时测得的数据： A的质量/kg B的质量/kg 碰撞前A的速度大小/（） 碰撞后A的速度大小/（） 碰撞后B的速度大小/（） 0.200 0.300 1.010 0.200 0.800 由表中数据可知，碰撞后小车A、B所构成系统的总动量大小是_______kg·m/s。（结果保留3位有效数字） 5．（2021·山东青岛·高一期末）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。在光滑水平平台上的A点放置一个光电门，当地重力加速度大小为g实验步骤如下： A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片； B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量、； C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上； D．烧断细线后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动； E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间 F.小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s； G.改变弹簧压缩量，进行多次测量。 （1）用米尺测量三块挡光片的宽度，如图乙。则每块挡光片的宽度为d=__________； （2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即a的动量大小__________等于b的动量大小__________（用上述实验所涉及物理量的字母表示） 6．（2021·河北·大名县第一中学高一阶段练习）用如图所示的装置验证碰撞过程中动量守恒。气垫导轨左端固定弹射装置，滑块甲压缩弹射装置并被锁定，滑块乙静置于光电门1与光电