专题41 验证动量守恒定律-【鼎力高考】2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升

2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升 专题41 验证动量守恒定律 特训目标 特训内容 目标1 利用平抛运动验证动量守恒定律（1T—4T） 目标2 利用打点计时器验证动量守恒定律（5T—8T） 目标3 利用光电门验证动量守恒定律（9T—12T） 目标4 利用频闪照相验证动量守恒定律（13T—16T） 目标5 利用其他方法验证动量守恒定律（17T—20T） 【特训典例】 1、 利用平抛运动验证动量守恒定律 1．在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：    （1）若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则( ) A．   B．   C．   D． （2）若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是 。 A．直尺    B．游标卡尺   C．天平    D．弹簧测力计    E.秒表 （3）设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用图甲所示装置进行实验时，P点为 （“碰前入射小球”、“碰后入射小球”、“被碰小球”）落点的平均位置，需要测量的物理量有、、OP、OM和 ，所得“验证动量守恒定律”的结论表达式为 （用装置图中的字母表示） 2．实验小组采用如图所示的装置进行了弹性碰撞的实验验证。 a.在木板表面先后钉上白纸和复印纸，并将木板紧贴槽口竖直放置，使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； b.将木板向右平移适当的距离固定，再使小球A从原固定点C由静止释放，撞到木板上留下痕迹； c.把半径相同的小球B（质量小于小球A）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C由静止释放，与小球B相碰后，两球撞在木板上留下痕迹； d.M、P、N三点为球撞到木板上留下的痕迹，用刻度尺测量纸上O点到M、P、N三点的距离分别为。 已知放小球B之前，小球A落在图中的P点，则小球A和B发生碰撞后，球A的落点是图中的 点，球B的落点是图中的 点。若两球发生的是弹性碰撞，应满足的表达式为 。 3．某兴趣小组用如图装置进行“验证动量守恒定律”的实验，步骤如下： ①选取两个体积相同、质量不同的小球，用天平测出它们质量分别为m1、m2； ②将斜槽固定在桌边，末端A的切线水平，并在A与地面之间连接倾角为的斜面AB； ③先不放m2，让m1从斜槽的顶端O处由静止释放，记下m1在斜面上的落点位置； ④将m2放在A 处，让m1仍从O处由静止释放，与m2碰撞后记下m1、m2在斜面上的落点位置； ⑤斜面上从上到下的三个落点位置分别记为C、D、E，测出这三点到A端的距离分别为LC、LD、LE。    回答以下问题： （1）根据实验要求，选择的小球质量应满足m1 m2（填“>”“=”或“<”）； （2）步骤③中，m1将落到斜面AB 上的 点（填“C”“D”或“E”）； （3）用测得的物理量来表示，只要满足关系式 ，便可验证m1与m2碰撞过程中动量守恒。 （表达式用LC、LD、LE、m1和m2表示） 4．用如图实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为：    ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； ②让质量为m1的入射球多次从斜槽上A位置静止释放，记录其平均落地点位置； ③把质量为m2的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上A位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P，N与O的距离分别为、、。分析数据： （1）实验中入射球质量m1 （选填“大于”“等于”或“小于”）被碰球的质量m2； （2）本实验中入射球和被碰球的半径 （选填“必须相同”或“可以不同”） （3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为 。（均用题中所给物理量的符号表示） （4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图（b）所示，图中圆弧为圆心在斜槽末端B的圆弧。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在圆弧上的平均位置为、、。测得斜槽末端与、、三点的连线与竖直方向的夹角分别为、、，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 （用所测物理量的字母表示）。 2、 利用打点计时器验证动量守恒定律 5．某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律，小车a的质量为m、小车b的质量为M。    （1）平衡摩擦力。取下小车b，小车a连接穿过打点计时器的纸带，小车a靠近打点计时器，接通打点计时器电源，轻推小车，观察打