专题15 实验：验证动量守恒定律及创新实验-2023版高考物理一轮复习全国百所名校名题分类汇编

专题15 实验：验证动量守恒定律及创新实验 1.（2022届四川省成都市蓉城名校联盟高三（下）2月第二次联考理综物理试题）为探究某新材料的部分特性，一学习小组设计了如下实验，在水平桌面上平放一直尺，紧靠刻度线的一侧放大小相同的实心铁球A（黑色）和新材料实心球B（白色），让A球以某一速度向静止的B球运动，碰撞前后的频闪照片如图所示。已知频闪仪每隔0.02s闪光一次，A球的质量为7.8kg。 （1）碰撞前A球的速度大小为_______m/s（结果保留2位有效数字）。 （2）B球的质量为_______kg（结果保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 10 ②. 5.2 【解析】 【详解】（1）[1]碰撞前A球做匀速直线运动，则速度为 （2）[2]同理，碰撞后A球的速度大小为 碰撞后B球的速度大小为 碰撞过程中满足动量守恒 联立可得B球的质量为5.2kg。 2.（2022届四川省成都石室中学高三（下）“二诊模拟”理综物理试题）如图甲，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 经测定，，，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示，小球平抛的时间为0.4s。碰撞前后m1的动量分别为p1与p'1，则p1=___________kg·m/s，p'1=___________kg·m/s：由此可得实验结论：___________。（所有计算结果均保留三位有效数字） 【答案】 ①. ②. ③. 在实验误差允许的范围内，碰撞前后动量守恒 【解析】 【详解】[1][2]根据题意，由公式 带入数据可得 ，， 根据公式 代入数据解得 ， [3]根据题意有，碰撞后的动量为 可见 即在实验误差允许的范围内，碰撞前后动量守恒。 3.（2022届江西省宜春市上高二中高三（下）第七次月考理综物理试题）某同学要做“验证碰撞中动量守恒”的实验，设计了如图所示的装置。长木板固定在水平面上，左端固定一个挡板，一根轻弹簧放在长木板上，一 端与挡板连接。 （1）将质量为m1的物块A放在长木板上，推动物块A压缩弹簧使物块到达O点，弹簧的压缩量为x，然后由静止释放物块A（物块A与弹簧不拴接）物块A将沿长木板向右滑到P点停止，在长木板上取一个合适的点O1，测出O1、P点间的距离L1；再将质量为m2的物块B放在O1点，仍用物块A压缩弹簧使物块A到达O点，由静止释放物块A，物块A、B正碰后停在木板上的位置分别为M、N，测出O1、M点间的距离L2，O1、N点间的距离L3，要保证实验顺利进行，应该满足的条件：O、O1点间的距离应大于x，m1应_______（填“大于”“等于”或“小于”）m2，两物块与长木板间的动摩擦因数________ ；（填“必须相同”或“可以不同”） （2）根据上面的数据，若表达式_______成立，则两物块碰撞过程中动量守恒得到验证。 【答案】 ①. 大于 ②. 必须相同 ③. 【解析】 【详解】(1)(2)[1][2][3]为了保证两物块碰撞后一定向右运动，必须满足m1大于m2，当两物块与长木板间的动摩擦因数均为μ，碰撞前物块A的速度 碰撞后的瞬间，物块A的速度 物块B的速度 在保证动摩擦因数相同的情况下，要验证 成立，只需验证 成立即可。 4.（2022届河南省顶级名校高三（下）阶段性联考三理综物理试题）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，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、质量相等的小球 B. 让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射球从斜槽上相同的位置滚下 C. 要验证的表达式是m1ON=m1OM＋m2OP D. 要验证的表达式是m1OP=m1OM＋m2ON 【答案】BD 【解析】 【详解】A．入射球与被碰球最好采用大小相同、且入射球的质量大于被碰球的质量，这样防止入射球反弹，A错误； B．入射球每次必须从斜槽的同一位置由静止滚下，保证每次碰撞都具有相同的初动量，B正确； CD．两球做平抛运动时都具有相同的起点，P为不放被碰球时小球的落点，M为入射球碰后的落点，N为被碰球的落点，要验证的关系是 因平抛的时间相同，则 故应验证的关系式为 C错误，D正确。 故选BD。 5.（2022届四川省成都市树德中学高三（上）11月期中理综物理试题）在“验证动量守恒定律”的实验中，先让质量为m1的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上