1.3 科学验证 动量守恒定律 同步练习 -2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

第3节　科学验证:动量守恒定律 一、基础巩固 1.(多选)在利用斜槽验证碰撞中的动量守恒实验时,实验条件是(　　) A.斜槽轨道必须是光滑的 B.斜槽轨道末端的切线是水平的 C.入射球每一次都要从同一高度由静止滚下 D.碰撞的瞬间,入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行 2.(多选)在利用气垫导轨验证碰撞中的动量守恒的实验中,哪些因素可导致实验误差(　　) A.导轨安放不水平 B.小车上挡光板倾斜 C.两小车质量不相等 D.两小车碰后连在一起 3.某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一个被压缩的弹簧,如图所示,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察木块的运动情况,进行必要的测量,验证物体间相互作用时动量守恒。 (1)该同学还必须有的器材是　　　　、　　　　。 (2)需要直接测量的数据是  　。 (3)用所得数据验证守恒量的关系式为　　　　　　　　　　　　。 4.某同学做验证碰撞中的动量守恒的实验。竖直平面内固定一段弧形轨道,其下端与水平桌面相切。先将质量为m1的小滑块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距离x1(如图甲),然后将另一质量为m2的小滑块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沿桌面滑动的距离x2和B沿桌面滑动的距离x3(如图乙),以上数据均需测量。已知滑块A和B的大小形状相同,回答下列问题: (1)下列选项中,符合本实验要求的是　　　　。 A.所用弧形轨道必须是光滑的 B.A的质量小于B的质量 C.A的质量大于B的质量 D.两次实验必须从弧形轨道上同一点无初速度释放滑块A (2)本实验除了图上装置,还需要的测量工具有　　　　　　　　(填两个)。  (3)若下列关系式　　　　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=m1x2+m2x3 B.m1x3=m1x1+m2x2 C.m1=m1+m2 D.m1=m1+m2 5.利用如图所示的装置可以验证两球碰撞中动量守恒。若绳长为L,球A、B的质量分别为mA、mB,球A、B分别由偏角α和β静止释放,若碰撞后都向右运动,最大偏角分别为α'和β',则验证动量守恒的表达式为  　。 二、能力提升 6.在利用斜槽装置验证动量守恒定律的实验中,入射小球m1=15 g,原来静止的被碰小球m2=10 g。由实验测得它们在碰撞前后的x-t图像如图所示,由图可知,入射小球碰撞前的m1v1=　　　　　,入射小球碰撞后的m1v1'=,被碰小球碰撞后的m2v2'=　　　　　　　　　　。由此得出结论　 　　　　　　　　。 7.在如图所示的装置中,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为h的小支柱N上。O点到A球球心的距离为l。使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线的夹角为α,A球释放后摆动到最低点时恰与B球相碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线的夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点。 (1)图中x应是B球初始位置到　　　　　　的水平距离。 (2)为了探究碰撞中的不变量,应测得　　　　　　物理量(用字母表示)。 (3)用测得的物理量表示:mAvA=　　　　　　　;mAvA'=　　　　　;mBvB'=　　　　　。 8.(2023江苏苏州高二模拟) 用如图甲所示装置做“验证动量守恒定律”实验,研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。实验时先调节轨道使末端水平,让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程LOP。然后,把半径相同的被碰小球静置于轨道末端,仍将入射小球从S处由静止释放,与被碰小球发生正碰,多次重复该操作,确定出两小球平均落地点位置分别为M、N后,测量出两落地点到O的距离LOM、LON,再测出入射小球和被碰小球的质量m1、m2。 甲 (1)本实验中,入射小球m1与被碰小球m2质量大小需要符合　　　　的条件; (2)在实验误差允许的范围内,若满足关系式　　　　　　　　　　(用所给物理量的字母表示),则可以认为两球碰撞前后的动量守恒; (3)实验小组换用多个半径相同、质量不同的被碰小球重复上述实验,分别测量出被碰小球质量m2以及对应的LOM、LON值,根据测量数据描点作出如图乙所示图像为一直线,该图像纵坐标为LOM,则横坐标为　　　　; 乙 A.m2 B.LON C. D.m2·LON (4)研究(3)中所得图像,斜率绝对值为k,纵坐标截距为a,若k、a须分别满足　　　,则表明上述每组小球正碰时动量均