实验针对训练7 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(老高考)人教版

实验针对训练(七) 1．(2023·四川绵阳模拟)某同学用如图所示的实验装置验证碰撞过程中动量守恒，图中a、b是两个半径相等的小球。实验步骤： ①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠斜槽轨道水平段槽口处，将小球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移一定距离并固定，再将小球a从固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B； ③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，与小球b相碰，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C。 回答下列问题： (1)若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证碰撞后a球向右运动，a、b两球的质量m1与m2的大小关系是m1________m2(选填“>”“＝”或“<”)。 (2)痕迹A是小球________在白纸上留下的。(选填“a”或“b”) (3)必须测量的物理量有________。 A．小球a开始释放时离斜槽轨道水平面的高度h B．木板水平向右移动的距离L C．a球和b球的质量m1、m2 D．O点到A、B、C三点的竖直距离y1、y2、y3 (4)在实验误差允许范围内，若关系式________成立，则动量守恒。(用物理常量和(3)中所测物理量表示) (5)若碰撞过程中有机械能损失，第(4)中的关系式成立，________(选填“能”或“不能”)验证碰撞过程中动量守恒。 [解析]　(1)在小球碰撞过程中据动量守恒定律可得m1v0＝m1v1＋m2v2 碰撞前后系统动能不变，故有 m1v＝m1v＋m2v 解得v1＝v0 若要使a球的速度方向不变，应满足m1>m2。 (2)小球平抛运动的时间t＝ 则初速度为v＝＝x 可知平抛运动的初速度与下降高度二次方根的倒数成正比，碰后b球的速度较大，则下落高度h较小，痕迹A是小球b在白纸上留下的。 (3)据动量守恒定律可得m1v0＝m1v1＋m2v2 代入初速度与平抛下落高度的关系可得 ＝＋ 由上述表达式可知，需测量的物理量有a球和b球的质量m1、m2和O点到A、B、C三点的竖直距离y1、y2、y3。故选CD。 (4)在实验误差允许范围内，若关系式＝＋成立，则动量守恒。 (5)由实验原理可知，若碰撞过程中有机械能损失，不影响碰撞过程动量守恒的验证，故第(4)中的关系式成立，能验证碰撞过程中动量守恒。 [答案]　(1)>　(2)b　(3)CD　(4)＝＋　(5)能 2．(2023·四川内江模拟)如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。则： (1)入射小球m1与被碰小球m2的直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是m1________(选填“大于”“小于”或“等于”)m2。 (2)为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使其末端________。 (3)在以下提供的实验器材中，本实验不需要的有________(选填选项前的字母)。 A．刻度尺　B．重垂线　C．天平　D．秒表 [解析]　(1)小球碰撞过程中，遵循动量和能量守恒，有m1v0＝m1v1＋m2v2 m1v＝m1v＋m2v 联立可得v1＝v0 要使碰后入射小球m1的速度大于零，则m1大于m2。 (2)为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽，使斜槽末端保持水平。 (3)实验需要测量小球的水平位移，需要刻度尺，故A错误；实验需要用重垂线确定小球做平抛运动的起点，故B错误；实验需要测小球的质量，需要天平，故C错误；入射小球和被碰小球从相同的高度做平抛运动，运动时间相同，不需要秒表测时间，故D正确。故选D。 [答案]　(1)大于　(2)水平　(3)D 3．(2023·四川成都七中模拟)同学利用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒。竖直平面内固定一段弧形轨道，其下端与水平桌面相切。先将小滑块A从弧形轨道上某一点无初速度释放，测出小滑块A在水平桌面上滑行的最大距离x1(如图甲)，然后将另一小滑块B放在弧形轨道的最低点，再将小滑块A从弧形轨道上某一点无初速度释放，A与B碰撞后，测出A沿桌面滑行的最大距离x2和B沿桌面滑行的最大距离x3(如图乙)。已知滑块A和B与桌面间的动摩擦因数相同，回答下列问题： 甲　　　　　　　　　　　乙 (1)下列选项中，属于本实验要求的是________。 A．所用弧形轨道必须是光滑的 B．A的质量大于B的质量 C．实验中滑块A的释放点离水平桌面要适当高一些 D．滑块A先后两次必须从弧形轨道上同一点无初速度释放 (2)若用m1表示小滑块A的质量、用m2表示小滑块B的质量，下列关系式________，在实验误差允许的范围内成立，则可验证A、B组成的系统在碰撞过程中动量守恒。 A．m1x1＝m2x2＋m2x3 B．m1x3＝m1x1＋m2x3 C．m1＝m1＋m2 D．m1＝m1＋m2 (3)若要证明A、B发生了弹性