内容正文:
第七章
动量守恒定律
实验8: 验证动量守恒定律
高考总复习 一轮复习导学案 · 数学(提高版)
高考一轮复习 南方凤凰台 配套精练 物理(提高版)
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1. (2022·苏州中学)某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置.在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门,其右侧摩擦很小,可忽略不计,左侧为粗糙水平面.当地重力加速度大小为g.采用的实验步骤如下:
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ma、mb.
C. 在a和b间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻短弹簧(与a、b不连接),静止放置在平台上.
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D. 细线烧断后,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t.
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.
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(1) 用游标卡尺测量挡光片的宽度,如图乙所示,则挡光片的宽度为______mm.
(2) 针对该实验装置和实验结果,同学们做了充分的讨论.讨论结果如下:
①该实验要验证“动量守恒定律”,则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小
相等,即______________=________________(用上述实验所涉及物理量的字母表示).
②若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能,则弹簧的弹性势能为__________
(用上述实验所涉及物理量的字母表示).
3.80
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【解析】(1) 挡光片的宽度d=3 mm+16×0.05 mm=3.80 mm.
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2. 用频闪照相方法探究碰撞中的守恒量,实验装置如图a所示,主要操作步骤如下:
图a
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①用天平测量A、B两个小球的质量.
②安装好实验装置,使斜槽末端水平;带有正方形方格的木板靠近斜槽竖直安装,且斜槽末端的重垂线和方格的竖线平行.
③将小球A从斜槽上挡板P处由静止释放,离开斜槽后,频闪照相机连续拍摄小球A的位置,如图b所示.
图b
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④将小球B放在斜槽末端,让小球A仍从P处由静止释放,两球发生正碰后,频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置,如图c所示.
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(1) 为检验两球大小是否相同,用游标卡尺测量小球直径,如图d所示,则小球直径为________cm.
(2) 测得A、B的质量分别为4m、m,由图b、c可知,碰撞前后A、B总动量________(填“守恒”或“不守恒”),总动能________(填“相等”或“不相等”).
(3) 已知方格边长为L,频闪周期为T,根据图b、c还可以求出________.
A. A、B球碰撞前后速度大小
B. 当地重力加速度g
C. A球在斜槽释放点高度
1.335
守恒
不相等
AB
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(4) 实验中可能会引起误差的操作有___________________________________________________________________.(写出两条)
(5) 若在操作步骤③中得到A球的位置如图e,请提出改进意见______________________________.
斜槽末端未水平放置、小球未从同一位置
释放、方格板未竖直放置等
斜槽上挡板P的
位置适当调低
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【解析】(1) 小球直径为1.3 cm+0.05 mm×7=1.335 cm.
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(4) 实验中可能会引起误差的操作有:斜槽末端未水平放置、小球未从同一位置释放、方格板未竖直放置等.
(5) 由图可知,A球做平抛运动的初速度过大,即从斜槽中下落的高度过高,则可将斜槽上挡板P的位置适当调低.
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3. (2021·江苏卷)小明利用如图甲所示的装置验证动量定理.将遮光条安装在滑块上,用天平测出遮光条和滑块的总质量M=200.0 g,钩码和挂钩的总质量m=50.0 g.实验时,将滑块系在绕过定滑轮悬挂有钩码的细线上.滑块由静止释放,数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间Δt1和Δt2,以及这两次开始遮光的时间间隔Δt,用游标卡尺测出遮光条宽度,计算出滑块经过两光电门速度的变化量Δv.
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(1) 用游标卡尺测量遮光条宽