第三节 动量守恒定律 第2课时 实验：验证动量守恒定律（分层作业）物理沪科版2020选择性必修第一册

《1.3动量守恒定律》 第2课时 实验：验证动量守恒定律 1．用气垫导轨进行实验时，经常需要使导轨保持水平，检验气垫导轨是否水平的方法之一是：轻推一下滑块，使其先后滑过光电门1和光电门2，如图1所示，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录滑块先后经过光电门1、2时的遮光时间Δt1和Δt2，比较Δt1和Δt2即可判断导轨是否水平，为使这种检验更精准，正确的措施是（　　） 图1 A．换用质量更大的滑块 B．换用宽度Δx更小的遮光条 C．提高测量遮光条宽度Δx的精确度 D．尽可能增大光电门1、2之间的距离L 2．（2020·上海金山一中高二下期末）某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图2甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。 图2 （1）下面是实验的主要步骤： ①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气； ③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； ④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹射装置； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间； ⑥先__________，然后__________，让滑块带动纸带一起运动，然后两滑块粘合到一起； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示； ⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310 g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205 g，试着完善实验步骤⑥的内容． （2）已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前系统的总动量为________ kg·m/s；两滑块相互作用后系统的总动量为__________ kg·m/s。（保留三位有效数字） （3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是________________________________ _______________________________________________________________________。 3．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车甲的前端黏有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图3所示。在小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为50 Hz，长木板一端下面垫着小木片用以平衡摩擦力。 图3 （1）若已得到打点纸带如图4所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选________段来计算甲的碰前速度，应选______段来计算甲和乙碰后的共同速度（以上两空均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”）。 图4 （2）已测得小车甲的质量m甲＝0.40 kg，小车乙的质量m乙＝0.20 kg，由以上测量结果可得：碰前m甲v甲＋m乙v乙＝________ kg·m/s；碰后m甲v甲′＋m乙v乙′＝________ kg·m/s（结果保留3位有效数字）。 （3）由（2）可得出的结论是__________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 4．（2021·上海金华月考）“验证碰撞中的动量守恒”实验装置如图5所示，让质量为m1的小球A从斜槽上的某一位置自由滚下，与静止在支柱上大小相等、质量为m2的小球B发生碰撞．（球A运动到水平槽末端时刚好与B球发生碰撞） 图5 （1）安装轨道时，要求轨道末端________。 （2）两小球的质量应满足m1________m2。 （3）用游标卡尺测小球直径时的读数如图6所示，则小球的直径d＝________ cm。 图6 （4）实验中还应测量的物理量是________。 A．两小球的质量m1和m2 B．小球A的初始高度h C．轨道末端切线离地面的高度H D．两小球平抛运动的时间t E．球A单独滚下时的落地点P与O点的距离sOP F．碰后A、B两小球的落地点M、N与O点的距离sOM和sON （5）若碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，下列式子可能成立的是________。 A．＝ B．＝ C．＝ D．＝ （6）若碰撞过程无机械能损失，除动量守恒外，还需满足的关系式是________。（用所测物理量的符号表示） 5．如图7所示的装置是“冲击摆”，摆锤的质量很大，子弹以初速度v0从水平方向射入摆中并留在其中，随摆锤一起摆动。（重力加速度为g） 图7 （1）子弹射入摆锤后，与摆锤一起从最