实验针对训练8 验证动量守恒定律(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)广东专版

实验针对训练(八) 1．(2022·广东汕头市一模)小羽同学用图甲所示装置验证动量守恒定律(水平地面依次铺有复写纸和白纸)。 甲 乙 实验时，先让入射球mA多次从斜轨上C位置静止释放，然后把被碰小球mB静置于轨道的末端，再将入射小球mA从斜轨上C位置静止释放与小球mB相撞，多次重复此步骤，用最小圆圈法分别找到小球的平均落点M、P、N，图中O点为小球抛出点在水平地面上的垂直投影。 (1)关于此碰撞实验，下列说法正确的是________(多选)。 A．复写纸和白纸依次铺好后，实验过程白纸的位置不能再移动 B．需要测量A球或B球的直径 C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 D．需要测量A球和B球的质量mA和mB (2)为了减少实验误差，有同学提出斜槽倾斜部分的轨道应尽量光滑，你认为这种说法对吗？并再提出一种减少实验误差的方法：_______________________________________________________。 (3)如图乙所示，测量出平均水平位移OM、OP、ON的长度x1、x2、x3，若两球相碰前后的总动量守恒，碰撞属于弹性碰撞，则其表达式可表示为：________。 [解析]　(1)复写纸和白纸依次铺好后，实验过程白纸的位置不能再移动，选项A正确；该实验中两球从同一点抛出，则不需要测量A球或B球的直径，选项B错误；为防止入射球碰后反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量，为保证两球正碰，则两球大小要相同，选项C错误；实验要验证的关系是mAv0＝mAv1＋mBv2，两球碰后均做平抛运动，落地时间相同，则水平位移与速度成正比，则要验证的关系式是mAOP＝mAOM＋mBON，则实验中需要测量A球和B球的质量mA和mB，选项D正确。故选AD。 (2)该说法不正确，斜槽倾斜部分没必要必须光滑，只要小球A每次从同一位置释放，到达底端时速度相同即可；为减小实验误差：斜槽末端必须要调成水平；多次实验取小球落地的平均落地点；选择质量较大且半径较小的小球做实验等。 (3)由(1)的分析可知，若两球相碰前后的动量守恒，则需要验证表达式mAx2＝mAx1＋mBx3 若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动能相同，则有 mAv＝mAv＋mBv 即满足关系式mAx＝mAx＋mBx 联立两式可得x2＋x1＝x3。 [答案]　(1)AD　(2)见解析　(3)x2＋x1＝x3 2．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，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： 甲　　　　　　　　　　　　乙 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，静止放置在平台上 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sb G．改变弹簧压缩量，进行多次测量 (1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度为________ mm。 (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________＝________。(用上述实验所涉及物理量的字母表示) [解析]　(1)螺旋测微器的固定刻度读数为2.5 mm，可动刻度读数为0.01×5.0 mm＝0.050 mm，所以最终读数为：2.5 mm＋0.050 mm＝2.550 mm。 (2)烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度为：va＝；故a的动量为：pa＝ma b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得： h＝gt2 sb＝vbt 解得：vb＝sb 小球b的动量大小：pb＝mbsb 若动量守恒，设向右为正，则有：0＝mbvb－mava 即ma＝mbsb。 [答案]　(1)2.550　(2)　mbsb 3．(2022·全国甲卷)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为m1的滑块A与质量为m2的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小v1和v2，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空： (1)调节导轨水平。 (2)测得两滑块的质量分别为0.510 kg和0.304 kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为________kg的滑块作为A。 (3)调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离s1与B的右端到右边挡板的距离s2相等。 (4)使A以一定的初速度沿气垫导轨