1.4实验：验证动量守恒定律（同步练习）【教学无忧】2022-2023学年高二物理同步精品备课（人教版2019选择性必修第一册）

1.3 动量守恒定律 【基础题组】 1. 如图甲所示的装置为阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一个著名力学实验装置，用以研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证动量守恒定律，如图乙所示．已知当地重力加速度为，不计滑轮质量、滑轮与转轴间的摩擦及空气阻力 该同学用分度的游标卡尺测量挡光片的宽度，如图丙所示，则___；然后将质量均为的含挡光片和挂钩、的含挂钩的重物用轻绳连接后，跨放在定滑轮上，置于桌面上，轻绳竖直，系统处于静止状态． 为了验证动量守恒定律，该同学让在桌面上处于静止状态，将从静止位置竖直提升后由自由下落后，光电门记录下挡光片挡光的时间为始终未接触桌面，则通过光电门瞬时的速度为__________，验证绳绷紧过程中系统沿绳方向动量守恒的表达式为__________________用题中所给物理量符号表示    2. 光电计时器同打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示；、分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从、间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。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的运动。 我们可以用带有光电门、的气垫导轨以及滑块和来验证动量守恒定律，实验装置如图乙所示，采用的实验步骤如下： A.用天平分别测出滑块、的质量、； B.调整气垫导轨，使导轨处于水平状态； C.在和间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，系统静止放置在气垫导轨上。 D.用游标卡尺测量小滑块的宽度，卡尺示数如图丙所示，读出滑块的宽度________。 E.按下电钮放开卡销，光电门、各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和。滑块通过光电门的速度________，滑块通过光电门的速度________。结果保留三位有效数字 利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________。用题中字母表示 3. 如图甲所示为验证动量守恒定律的实验装置。实验过程为：按图甲安装好器材，在地面上平放白纸和复写纸，用天平测量入射球和靶球质量、先使入射球从斜槽上固定位置由静止开始滚下，落到复写纸上，重复上述操作多次；再把靶球放在水平槽末端，让入射球仍从位置由静止开始滚下，和靶球碰撞后继续向前运动落到复写纸上，重复操作多次。最终记录纸上得到的落点痕迹如图乙所示。 关于本实验下列说法正确的是______。 A.重锤线的作用是标定斜槽末端在白纸上的投影点 B.应使 C.实验中记录纸的位置可以移动 D.斜槽要固定好，末端切线需要调节水平 按照本实验方法，该同学确定了落地点的平均位置、、并测出了、、间的距离分别为、、，则验证动量守恒定律的表达式是______。 【能力提升】 4. 某同学借助图所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，让小车以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为，得到的纸带如图所示。 已将各计数点之间的距离标在图上。 图中的数据有、、、四段，计算小车碰撞前的速度大小应选______ 段，计算两车碰撞后的速度大小应选______ 段； 若小车的质量含橡皮泥为，小车的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是，碰后两小车的总动量是______ 结果保留三位有效数字； 关于实验的操作与反思，下述说法正确的是______ 。 A.实验中小车必须从静止释放 若小车前端没贴橡皮泥，不影响实验验证 C.上述实验装置不能验证弹性碰撞规律 5.  气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出，在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫，使滑块悬浮在导轨上。由于气垫的摩擦力极小，滑块在导轨上的运动可近似为没有摩擦的运动。用固定在气垫导轨上的光电门、和光电计时装置，以及带有挡光条的滑块、来验证动量守恒定律。已知挡光条的持续挡光宽度为，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下： 调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使导轨成水平状态 在滑块、间放入一个轻质弹簧，用一条橡皮筋捆绑住三者成一水平整体，静置于导轨中部 将光电门尽量靠近滑块、两端 烧断捆绑的橡皮筋，使滑块、在弹簧作用下分离，分别通过光电门、 由光电计时器记录滑块第一次通过光电门时挡光条持续挡光的时间，以及滑块第一次通过光电门时挡光条持续挡光的时间。 实验中还应测量的物理量是__________  根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是_________实验中算得的、两滑块的动量大小