专题09 动力学相关实验 (期末真题汇编-安徽专用）高一物理下学期

**基本信息** 聚焦高中物理动力学5大核心实验，汇编安徽多地期末真题，覆盖平抛运动、圆周运动、动能定理、机械能守恒、动量守恒实验，注重实验操作与数据处理能力考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |非选择题|24题/约90分|平抛运动特点探究、圆周运动向心力测量、动能定理验证、机械能守恒验证、动量守恒验证|基础层考查实验操作规范（如斜槽末端调平），提升层涉及数据计算（如由纸带求速度），创新层包含误差分析（如坐标轴偏差对结果影响），情境均来自真实期末考，适配高中实验教学需求。|

专题09 动力学相关实验 地 城 考点01 探究平抛运动特点 1．【答案】CD 2．【答案】(1) 两小球同时落地 平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动 (2) 0.1 3．【答案】(1)0.05 (2)1.0/1 (3) 4．【答案】 水平 同一 5．【答案】(1) 不是 1.5 -0.30 (2)大于 6．【答案】(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 (2) 1.25 2.5 (3)A 地 城 考点02 圆周相关实验 7．【答案】(1) 一 B、C (2)三 8．【答案】(1)C (2) 0.20 9．【答案】(1)绳子拉力 (2)周期 (3)匀速直线 (4)控制变量法 地 城 考点03 探究动能定理 10．【答案】(1) 不受 匀速直线 (2) (3) 0.60 0.32 不能 11．【答案】(1) (2) 12．【答案】 等于 0.700 1.80 0.196 0.193 13．【答案】 m1g BC/CB 地 城 考点04 验证机械能守恒 14．【答案】 丙同学 0.98 0.49 较大 15．【答案】(1)不需要 (2) (3) (4) 16．【答案】(1)C (2) 小于 (3)BD 17．【答案】(1)B (2) 0.547 0.513 (3)9.70 18．【答案】(1) (2)D 19．【答案】(1)D (2)斜率表示2g (3) 1.16 1.15 20． 【答案】(1) (2) (3) 9.75 阻力做功使动能比理想情况偏小 21．【答案】 22．【答案】(1) (2) (3)B (4)C 23．【答案】(1) 0.39 0.38 (2)B (3) 地 城 考点05 验证动量守恒 24．【答案】(1)BC (2)大于 (3) / 25．【答案】(1)AC (2) (3) 26．【答案】(1)BC (2)v02 (3) (4) 27．【答案】(1)大于 (2)相同 (3) 28．  【答案】 水平螺丝P 不需要 > 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 动力学相关实验 5大高频考点概览 考点01 探究平抛运动特点 考点02 圆周相关实验 考点03 探究动能定理 考点04 验证机械能守恒 考点05 验证动量守恒 地 城 考点01 探究平抛运动特点 1．（24-25高一下·安徽宣城·期末）某同学用如图（a）所示的装置进行“探究平抛运动的规律”的实验。为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列说法正确的是（　　） A．斜槽轨道必须光滑 B．用折线把所有的点连接起来 C．y轴的方向根据重垂线来确定 D．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放 2．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）某小组进行“探究平抛运动的特点”实验。 (1)如图甲所示，两个相同的金属小球A、B处在同一高度，用小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，B球由静止自由下落，可观察到的现象是______；经多次实验，得出的实验结论是______。 (2)实验如图乙所示，画出小球运动的轨迹，在坐标纸上做出如图丙中曲线， A、B、C是曲线上的三个点的位置，A点为坐标原点，水平向右建立x轴，竖直向下建立y轴，得到如图所示的平面坐标。取 则小球从A点到B点的时间t=______s，小球经过B 点时的速度v=______m/s（结果可以用根号表示）。 3．（24-25高一下·安徽安庆·期末）如图所示，在“研究平抛运动的实验”中，某同学只记录了物体运动轨迹上的O、A、B三点，已知相邻两点的时间间隔相等，图中背景小方格边长为5.0cm，重力加速度g 取 (1)据图像求出相邻两点的时间间隔为___________s； (2)据图像求出物体平抛运动的初速度大小为___________m/s； (3)物体运动到A 点时的速度大小为___________m/s。 4．（24-25高一下·安徽芜湖·期末）某学习小组用如图所示的装置“探究平抛运动的特点”。 （1）如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端______，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。 （2）让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行。钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。 （3）上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上______（选填“同一”或“不同”）位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。 （4）以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。 （5）取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹。 （6）若坐标纸上记录了钢球所经过的A、B、C三个位置，如图所示。图中每格的边长为L，重力加速度为g。钢球做平抛运动的初速度为______（用L、g表示）。 5．（24-25高一下·安徽合肥·期末）某同学在实验室做平抛实验，用频闪照相机记录了小球做平抛运动过程中的A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图甲所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。 (1)根据图中数据判断，A点________（填“是”或“不是”）平抛运动的抛出点。小球平抛的初速度为________m/s，小球抛出点的x坐标为________m（取，计算结果均保留两位有效数字）。 (2)平抛实验先根据铅垂线做出y轴，再做y轴垂线得到x轴。但是该小组在定竖直方向时未用到铅垂线，导致实际的竖直方向在该小组同学所绘图像y轴偏右侧的位置（如图乙所示），则小球真实的初速度________测得的小球的初速度（选填“大于”“等于”或“小于”）。 6．（24-25高一下·安徽合肥·期末）三个同学根据不同的实验装置，探究平抛运动的特点： (1)甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这能说明_____； (2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的、、、所示，图中每个小方格的边长为，则该小球经过点时的速度大小_____m/s；（结果保留三位有效数字，），并可进一步计算出小球的抛出点到点的水平距离为_____cm（结果保留两位有效数字）。 (3)丙同学采用如图丙所示的装置，安装设备和实验过程中，下列操作正确的是_____。 A．斜槽末端必须调节为水平 B．在描绘同一条轨迹时，需要将小球多次从轨道上不同位置由静止释放并描点 C．每次释放小球时，水平挡板在斜槽上的位置必须从上到下（从下到上）等间距调节 D．可以给小球沾上墨水，让小球在运动过程中和纸面接触，在坐标纸上直接留下运动轨迹 地 城 考点02 圆周相关实验 7．（24-25高一下·安徽合肥·期末）用如图甲所示的装置探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨道半径之比为，调整传动皮带，可以使左、右塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合，每层半径之比由上至下分别为、和。 (1)在探究向心力大小与半径的关系时，需要先将传动皮带调至变速塔轮的第_____（选填“一”“二”或“三”）层，再将质量相同的钢球分别放在_____（选填“A、B”“A、C”或“B、C”）位置的挡板内侧； (2)探究向心力大小与角速度之间的关系时，该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧，改变皮带挡位，记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边1.5格、右边13.6格，则记录该组数据时，皮带位于皮带盘的第_____挡（选填“一”“二”或“三”）。 8．（24-25高一下·安徽芜湖·期末）实验小组分别用下列方案探究向心力大小F与角速度ω、线速度v关系。 (1)如图甲所示为探究向心力F与ω关系的实验装置。向心力演示器标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力。实验中要保持不变的是_______ A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F (2)如图乙所示为探究向心力F与ω的关系的实验装置。滑块套在水平滑杆上，随水平滑杆起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。潜块上固定一遮光片，宽度为d，遮光片通过光电门的时间为Δt，可测出滑块的线速度v=_____（用题中字母表示）；实验中通过改变转速，记录测量了多组数据，以v2为横轴，F为纵轴，作出F-v2图线，由图丙信息可知滑块质量m=____kg（保留两位有效数字）。已知滑块转动半径r=0.15m。 9．（24-25高一下·安徽·期末）根据公式和，某同学设计如下实验来感受向心力。如图甲所示，用一根细绳（可视为轻绳）一端拴一个小物体，绳上离小物体30cm处标为点A，60cm处标为点。将此装置放在光滑水平桌面上（如图乙所示）抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，请另一位同学帮助用秒表计时。 操作一：手握A点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小； 操作二：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小。 (1)小物体做匀速圆周运动的向心力由__________提供； (2)操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同，是为了控制小物体运动的__________相同； (3)如果在上述操作中突然松手，小物体将做__________运动。 (4)在上述操作中采用的研究方法是__________。 地 城 考点03 探究动能定理 10．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）某小组利用图a所示装置验证动能定理。 (1)实验前要平衡打点计时器对小车的阻力及其他阻力，具体操作是：将木板的一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在___________（选填“受”或“不受”）牵引时拉动纸带沿木板做___________运动。 (2)若槽码的质量为，小车的质量为，某段时间内小车运动的距离为s，重力加速度为g，小明提出用来计算合力对小车做的功，用这种方案需满足的条件是___________。 (3)小红在实验时，所用槽码的质量，小车的质量，得到的纸带及相关数据如图b所示，相邻两点的时间间隔为0.1s，g取，则从图中数据可得打出B点时小车的速度大小___________，从打出B点到打出D点的过程中小车动能的增量_______________J。要计算该过程中合力对小车做的功，___________（选填“能”或“不能”）采用（2）中小明提出的方案。（计算结果均保留2位小数） 11．（24-25高一下·安徽宣城·期末）某实验小组用图1实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台竖直固定放置在水平桌面上，将长木板倾斜放置，一端固定在水平桌面边缘P处，另一位置放置在铁架台的铁杆上，忽略铁杆粗细，木板与铁杆接触处记为Q，P处放置一光电门。实验步骤是： ①测出滑块的挡光片宽度L（很小），用天平测出滑块的质量 m； ②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平面的高度H； ③保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上。用刻度尺量出Q1Q2的距离h1，将滑块从木板上的Q2位置由静止者放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1； ④保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次。 (1)滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题（已知重力加速度为g）： ①滑块动能的变化量____________；②重力对滑块做的功____________； ③摩擦力对滑块做的功_____________。 (2)某学生以铁架台竖直杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标，以滑块通过光电门的挡光时间的平方倒数为纵坐标，根据测量数据在坐标中描点画出如图2所示直线若图线过原点，且图线斜率_______，则能证明合外力做的功等于物体动能增量。 12．（24-25高一下·安徽滁州·期末）某同学用图中所示的实验装置验证动能定理，具体实验步骤如下：    A．按图甲所示安装器材，调整垫块的位置，使长木板的倾角大小适当 B．接通电源，调整小盘中沙子的质量，轻推滑块，使滑块恰好能匀速下滑 C．取下细线和小盘，用天平测出小盘和盘中沙子的总质量m和滑块的质量M D．保持长木板的倾角不变，接通电源，由静止释放滑块，打出一条纸带 E．改变长木板倾角，重复上述实验步骤 已知打点计时器所用的交流电源的频率是50Hz，重力加速度。 （1）取下细绳和小盘后，滑块下滑过程中受到的合外力F______（选填“大于”、“小于”、“选大于”、“远小于”或“等于”）mg； （2）在某次操作中，测出m＝40g、M＝140g，打出的纸带如图乙所示，图中每隔4个点选取一个计数点，相邻计数点之间的距离已经标注在纸带上（单位：cm），则打下B点时滑块的速度为______m/s，打下F点时滑块的速度为_______m/s，从打下B点到打下F点的过程中，滑块受到合外力做的动W＝______J，滑块动能的变化量______J。（结果均保用3位有效数字） 13．（24-25高一下·安徽合肥·期末）为了探究动能定理，某兴趣小组组装了如图所示的装置，并进行了如下操作。 a．在砂桶里装上一定质量的细砂，缓缓地调节长木板的倾角，轻推滑块，使滑块沿长木板匀速下滑。之后，保持长木板的倾角不变，重力加速度g已知。 b．去掉细线和砂桶，接通电源，将滑块由光电门1上方释放，记录滑块经过两光电门时的挡光时间、； c．测出砂和砂桶的总质量、滑块和遮光条的总质量； d．改变砂桶中细砂的质量，重复a、b、c。 （1）去掉细线和砂桶后，滑块的合力应为________（用以上的物理量表示）。 （2）为了写出探究动能定理的关系式，除了上述物理量外，请分析还需要测量的物理量有_______。 A．长木板的倾角     B．遮光条的宽度d C．两光电门之间的距离L     D．光电门2到长木板顶端之间的距离s （3）由以上的分析可知，动能定理的关系式应为_________（用题干中及（2）所选的物理量表示）。 地 城 考点04 验证机械能守恒 14．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，所用重物的质量为1.00kg。甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm。可见其中肯定有一位学生在操作上有错误，操作错误的是___________（填“甲同学”“乙同学”“丙同学”）。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s）。 （1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=___________m/s； （2）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=____________J； （3）为减小误差，应选用密度__________（填“较大”或“较小”）的重物进行实验； （4）实验结论：在实验误差允许范围内，机械能守恒。 15．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）某实验小组利用图示装置验证机械能守恒定律。细线的一端悬于天花板的O处，另一端拴一个金属小球。将小球从最低点A 处拉至B点，然后由静止释放，小球运动时细线一直处于绷直状态。测出B、A的竖直高度差为h，小球通过A处光电门的遮光时间为t，小球的直径为d（d远小于h），已知当地重力加速度大小为g，小球在A点时正对光电门，则： (1)该实验______（选填“需要”或“不需要”）天平； (2)为完成验证实验，小球通过最低点的速度大小应通过公式v=______计算； (3)若小球质量为m，则小球从B点至A点过程中，重力势能的减少量为______； (4)小球从B到A的过程中，若机械能守恒，则应满足的关系式为______。 16．（24-25高一下·安徽合肥·期末）某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g。 (1)在实验得到的纸带中，我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律。图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点。设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是 。 A． B． C． D． (2)若代入图乙中所测的数据，求得在误差范围内等于_________（用已知量和图乙中测出的物理量表示），即可验证重锤下落过程中机械能守恒。即使在操作及测量无误的前提下，所求也一定会略_________（选填“大于”或“小于”）后者的计算值，这是实验存在系统误差的必然结果。 (3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是 A．该误差属于偶然误差 B．该误差属于系统误差 C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 17．（24-25高一下·安徽合肥·期末）某实验小组利用如图甲所示装置，让重物带动纸带从静止开始自由下落验证机械能守恒定律。 (1)要完成此实验，除了图甲中所示的器材及导线和开关外，还必须选用下列器材中 。 A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．砝码 (2)在某次实验中，质量为0.3kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示。若纸带相邻两个点之间时间间隔为0.02s，从起点O到打下点B的过程中，重力势能减少量_______J此过程中物体动能的增加量__________J，g取9.8结果均保留3位有效数字）。 (3)该小组同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出图像如图丙所示，请根据图像计算出当地的重力加速度_______（结果保留3位有效数字） 18．（24-25高一下·安徽合肥·期末）如图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验步骤如下： A、将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B、测出安装在滑块上的挡光条宽度d； C、分别测出滑块与挡光条的总质量M和砝码及托盘的总质量m； D、将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离L； E、由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t； F、改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t。 (1)滑块通过光电门时的速度大小为___________，滑块由静止释放至通过光电门的过程中，滑块挡光条M和托盘砝码m这个系统的动能增加量为___________、势能减少量为___________（已知重力加速度为g）； (2)（单选）利用图像法处理实验数据，如果系统的机械能守恒，则下列图像正确的是 。 A．B．C．D． 19．（24-25高一下·安徽淮北·期末）如图甲所示，已知当地的重力加速度为g，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是______。 A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v (2)图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度ν和下落高度h而绘制出的v2—h图线。图像是一条直线，此直线斜率的物理含义是：____ __ (3)某同学正确操作后得到一条如图丙所示的纸带，O点为打下的第一个点， A、B、C、D为从合适位置开始选取的四个连续点。已知打点计时器所接电源的频率为 50Hz，重物的质量m=0.5kg，当地的重力加速度大小g=9.8m/s2，从打O点到打C点，重物重力势能的减少量△Ep=______J，动能的增加量△Ek=______J。（结果均保留三位有效数字） 20．（24-25高一下·安徽安庆·期末）如图甲所示为某小组验证机械能守恒定律的实验装置。本装置中光电门传感器固定在摆锤上，由于连接杆的质量远小于摆锤质量，摆动过程中，连接杆的动能和重力势能可忽略，摆锤（含光电门传感器）的质量为m，5块宽度均为d的挡光片用螺栓固定在圆弧上不同位置并且由板上刻度可读出挡光片相对最低点B 的高度。实验时，每次都将摆锤从A 点由静止释放，光电门传感器可以依次测出摆锤经过5个挡光片的挡光时间，取摆锤运动的最低点为零势能点。 (1)摆锤经过挡光片1时挡光时间为t₁，则摆锤的瞬时速度大小可表示为___________（用d、表示）； (2)测得挡光片1、2分别相对最低点B的高度为，且摆锤经过时的挡光时间分别为、，摆球摆到挡光片1所在位置时动能表达式为___________，验证摆锤的机械能守恒的表达式为___________（用题中已知量的符号表示，无需化简，重力加速度为g）； (3)若小组同学根据释放点 A 与各挡光片间的高度差 及摆锤对应通过各挡光片的挡光时间t，以 为纵坐标，以为横坐标作出如图乙所示图像，则测得当地重力加速度 ________（保留三位有效数字）。查阅资料后发现与当地的重力加速度略有偏小，造成这一误差的可能原因为___________。 21．（24-25高一下·安徽阜阳·期末）某实验小组设计了如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。、是质量均为的盒子，其中盒上固定一个质量可忽略的遮光条，为铁架台，为固定在铁架台上的轻质滑轮（质量和摩擦可忽略不计），为光电门。重力加速度大小为。 （1）在铁架台上标记一位置，并测得该位置与光电门之间的高度差为，将一个质量为的重物放入盒子中，让盒子从位置由静止下落。 （2）测得遮光条的宽度为，遮光条通过光电门的时间为，则遮光条通过光电门时的速度为________，此时盒子、、及其中所放重物的总动能为________。（用题干中已知的和已测量的物理量表示） （3）盒子从运动到光电门的过程中，、、和重物组成的系统重力势能的减少量为________，在误差允许的范围内，若等式________成立则可验证、、和重物组成的系统机械能守恒。（用题干中已知的和已测量的物理量表示） 22．（24-25高一下·安徽·期末）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示。实验步骤如下： ①将气垫导轨放置在水平桌面上，并调节导轨至水平状态。 ②测量遮光条的宽度以及两光电门中心之间的距离。 ③把滑块移至光电门1右侧适当位置，待槽码静止后，释放滑块，确保槽码落地前遮光条能通过光电门2。 ④从数字计数器（图中未画出）上分别读出遮光条通过光电门1和光电门2所用的时间和。 ⑤用天平分别称出滑块和遮光条的总质量以及槽码的质量。（已知当地重力加速度大小为） (1)滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度大小分别为______和______。（结果用表示） (2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统（包括滑块、遮光条、槽码）的总动能增加量为______。（结果用表示） (3)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量 。（填正确答案标号） A． B． C． (4)如果在误差允许的范围内，则可认为验证了机械能守恒定律。实际比较与的大小时，发现，出现这一结果的原因可能是__________。（填正确答案标号） A．滑轮质量较大 B．存在空气阻力和摩擦力 C．遮光条宽度的测量值偏大 23．（24-25高一下·安徽黄山·期末）某班级同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律。轻绳的一端固定在O点，另一端连接一质量的小球，让小球依次从距最低点为（轻绳水平）高度处静止摆下。用测量工具测出轻绳的长度为，小球的直径为，当地重力加速度为g。 (1)一组同学在小球运动的最低点安装有一光电门装置（图中未画出），小球静止在最低点时光电门发出的红外线正对球心。将小球拉至高度处静止释放，小球经过最低点时光电门记录的挡光时间，则小球从高度处运动至最低点过程中，重力势能的减少量为___________J，动能的增加量为___________J；（g取，结果保留两位有效数字） (2)另一组同学在O点处加装拉力传感器（图中未画出），小球静止在最低点时，将传感器示数清零。实验中将小球拉至h处由静止释放，记录小球到达最低点时的拉力传感器示数F，并作出图像，若小球机械能守恒，则下列图像合理的是___________； A． B． C． (3)第三组同学考虑到前两组同学实验时小球下摆高度相同，于是作出了图像，若小球运动过程中机械能守恒，则图像斜率为___________（用表示）。 地 城 考点05 验证动量守恒 24．（24-25高一下·安徽合肥·期末）某实验小组的同学利用如图所示的实验装置“验证动量守恒定律”。入射小球A与被碰小球B半径相同。先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹。 (1)（多选）本实验必须满足的条件是 ； A．斜槽轨道必须是光滑的 B．斜槽轨道末端是水平的 C．A球每次从斜槽轨道同一位置由静止释放 D．需要测出斜槽轨道末端离地面的高度，从而计算出平抛运动的时间 (2)为使A球碰撞后仍向右运动，所选用的两小球质量关系应为mA__________mB；（选填“小于”“大于”或“等于”）； (3)若测量出小球的质量分别为mA和mB，测量出落点到O点的距离分别为OM、OP、ON，则验证动量守恒定律的表达式为___________，如果A、B两球发生的是弹性碰撞，则还需要验证的关系是________。 25．（24-25高一下·安徽淮北·期末）如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。 (1)关于本实验，下列做法正确的两项是______（填选项前的字母）。 A．实验前，调节装置，使斜槽末端水平 B．选用两个半径不同的小球进行实验 C．用质量大的小球碰撞质量小的小球 (2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为m1的小球 从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为m1的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为m1单独滑落时的平均落点）。 分别测出O点到平均落点的距离，记为OP、OM和ON。在误差允许范围内，若关系式______成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 (3)受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和O'点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放，在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点A'，小球2向右摆动至最高点D。测得小球1、2的质量分别为m和M，弦长AB =l1、A'B=l2、CD=l3。推导说明，m、M、l1、l2、l3满足______关系即可验证碰撞前后动量守恒。 26．（24-25高一下·安徽六安·期末）为了探究碰撞过程中的守恒量，某兴趣小组设计了如图所示的实验。先让质量为m1的小球从凹形槽顶端由静止滑下，经过O点水平抛出落在斜面上的P点。再把质量为m2的小球静止放在凹形槽末端O点，让小球m1仍从凹形槽顶端由静止滑下，与小球m2碰撞后，两小球落到斜面上，分别记录小球第一次与斜面碰撞的落点痕迹，其中M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为LM、LP、LN，凹形槽顶端与末端的高度差为h，凹形槽末端距地面高度为H，斜面总长度为L。多次重复实验，小球半径很小，可忽略。 (1)有利于减小实验误差的操作是：______。 A．凹形槽尽可能光滑 B．使用半径相同的两个小球 C．多次测量落点位置取平均值 D．保持H不变，增加斜面长度L (2)在实验过程中，若用L表示一次平抛运动对应的落点距离O点的长度，v0表示平抛的初速度，则L正比于______。（用v0表示） (3)在实验误差允许范围内，若满足关系式______，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒。（用m1、m2、LM、LN表示） (4)现测量出两个小球质量比，若还测出LN=______LP，则可证明两球间的碰撞是弹性碰撞。（用k表示） 27．（24-25高一下·安徽六安·期末）某同学用斜轨道和水平轨道来验证动量守恒定律，如图所示，将斜轨道固定，并与水平轨道在O点由小圆弧平滑连接，将一物块甲由斜轨道上某一位置静止释放，物块甲最后停在水平轨道上，多次重复该操作，找到物块甲的平均停留位置，记为P点；将相同材质的物块乙放在O点，再次让物块甲由斜轨道上静止释放，多次重复该操作，找到物块甲、乙的平均停留位置，分别记为M、N点，回答下列问题。 (1)物块甲的质量应__________（选填“大于”“等于”或“小于”）物块乙的质量。 (2)物块甲每次的释放位置应__________（选填“相同”或“不同”）。 (3)若物块甲、乙的质量分别为、，O点到P、M、N三点的距离分别为、、，若关系式__________成立（用、、、、表示），则说明该碰撞过程动量守恒；若关系式__________也成立（用、、表示），则说明该碰撞为弹性碰撞。 28．（24-25高一下·安徽亳州·期末）如图所示是验证动量守恒定律的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上固定着相同的竖直遮光条，实验主要步骤如下： （1）接通气源，将一滑块放置在导轨上，轻推一下使其先后通过两个光电门1、2，发现滑块经过光电门1，2的时间，故应将________（填“水平螺丝Q”或“水平螺丝P”）调低些，使滑块通过两个光电门的时间相同。 （2）用天平测出滑块1、2（包含遮光条）的质量，本实验________（填“需要”或“不需要”）测出遮光条的宽度。 （3）将滑块2放置在光电门1、2之间，将滑块1放置在光电门1的在侧，轻推滑块1，使其与滑块2发生碰撞，光电门1记录的时间为，光电门2先后记录的时间为和。 （4）若关系式________________（用上面所测物理量字母表示）成立，则说明碰撞过程动量守恒。 （5）若忽略两滑块碰撞过程的能量损失，则两滑块（包含遮光条）的质量关系一定为________（填“<”、“=”或“>”）。    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 动力学相关实验 5大高频考点概览 考点01 探究平抛运动特点 考点02 圆周相关实验 考点03 探究动能定理 考点04 验证机械能守恒 考点05 验证动量守恒 地 城 考点01 探究平抛运动特点 1．（24-25高一下·安徽宣城·期末）某同学用如图（a）所示的装置进行“探究平抛运动的规律”的实验。为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列说法正确的是（　　） A．斜槽轨道必须光滑 B．用折线把所有的点连接起来 C．y轴的方向根据重垂线来确定 D．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放 【答案】CD 【详解】AD．为了保证小球平抛运动的初速度，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽的轨道不一定需要光滑，故A错误，D正确； B．用平滑曲线将尽可能多的点连接起来，故B错误； C．y轴的方向根据重垂线来确定，故C正确。故选CD。 2．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）某小组进行“探究平抛运动的特点”实验。 (1)如图甲所示，两个相同的金属小球A、B处在同一高度，用小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，B球由静止自由下落，可观察到的现象是______；经多次实验，得出的实验结论是______。 (2)实验如图乙所示，画出小球运动的轨迹，在坐标纸上做出如图丙中曲线， A、B、C是曲线上的三个点的位置，A点为坐标原点，水平向右建立x轴，竖直向下建立y轴，得到如图所示的平面坐标。取 则小球从A点到B点的时间t=______s，小球经过B 点时的速度v=______m/s（结果可以用根号表示）。 【答案】(1) 两小球同时落地 平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动 (2) 0.1 【详解】（1）[1][2]小球B做自由落体运动，小球A做平抛运动，两小球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 （2）[1]设小球从A点到B点的时间t，小球经过B 点时的速度v，则竖直方向由逐差法可知 解得 [2]水平方向有 可得该小球做平抛运动的初速度大小为 由于匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则在B处竖直分速度 则在B处的瞬时速度的大小解得 3．（24-25高一下·安徽安庆·期末）如图所示，在“研究平抛运动的实验”中，某同学只记录了物体运动轨迹上的O、A、B三点，已知相邻两点的时间间隔相等，图中背景小方格边长为5.0cm，重力加速度g 取 (1)据图像求出相邻两点的时间间隔为___________s； (2)据图像求出物体平抛运动的初速度大小为___________m/s； (3)物体运动到A 点时的速度大小为___________m/s。 【答案】(1)0.05 (2)1.0/1 (3) 【详解】（1）竖直方向根据解得T=0.05s （2）物体平抛运动的初速度大小为 （3）物体运动到A 点时的竖直速度 则A点的速度大小为 4．（24-25高一下·安徽芜湖·期末）某学习小组用如图所示的装置“探究平抛运动的特点”。 （1）如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端______，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。 （2）让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行。钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。 （3）上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上______（选填“同一”或“不同”）位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。 （4）以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。 （5）取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹。 （6）若坐标纸上记录了钢球所经过的A、B、C三个位置，如图所示。图中每格的边长为L，重力加速度为g。钢球做平抛运动的初速度为______（用L、g表示）。 【答案】 水平 同一 【详解】（1）[1]为了确保小球飞出斜槽末端速度方向水平，安装实验装置，应使斜槽M末端水平； （3）[2]为了确保小球飞出斜槽末端的速度大小一定，实验中，每次均应使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下； （6）[3]小球做平抛运动，水平方向上有 竖直方向上有解得 5．（24-25高一下·安徽合肥·期末）某同学在实验室做平抛实验，用频闪照相机记录了小球做平抛运动过程中的A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图甲所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。 (1)根据图中数据判断，A点________（填“是”或“不是”）平抛运动的抛出点。小球平抛的初速度为________m/s，小球抛出点的x坐标为________m（取，计算结果均保留两位有效数字）。 (2)平抛实验先根据铅垂线做出y轴，再做y轴垂线得到x轴。但是该小组在定竖直方向时未用到铅垂线，导致实际的竖直方向在该小组同学所绘图像y轴偏右侧的位置（如图乙所示），则小球真实的初速度________测得的小球的初速度（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】(1) 不是 1.5 -0.30 (2)大于 【详解】（1）[1]由于，因此，设时间间隔为T，平抛运动在竖直方向做自由落体运动，根据初速度为零的匀变速直线运动推论，在连续相等的时间间隔内竖直位移之比为 由于可知A点不是平抛运动的抛出点； [2]竖直方向根据逐差法 代入数据可得 水平方向有解得小球的水平初速度为 [3]由题意可知，小球经过B点时的竖直方向分速度为 根据自由落体运动，从开始抛出到B点的时间为 则抛出点的横坐标为 抛出点的纵坐标为因此小球抛出点的坐标为（-0.30，-0.20）m。 （2）由于实际的竖直方向在该小组同学所绘图像y轴偏右侧的位置，导致横坐标的测量值偏大而纵坐标的测量值偏小，根据（1）问可知测得的小球初速度偏大。 6．（24-25高一下·安徽合肥·期末）三个同学根据不同的实验装置，探究平抛运动的特点： (1)甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这能说明_____； (2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的、、、所示，图中每个小方格的边长为，则该小球经过点时的速度大小_____m/s；（结果保留三位有效数字，），并可进一步计算出小球的抛出点到点的水平距离为_____cm（结果保留两位有效数字）。 (3)丙同学采用如图丙所示的装置，安装设备和实验过程中，下列操作正确的是_____。 A．斜槽末端必须调节为水平 B．在描绘同一条轨迹时，需要将小球多次从轨道上不同位置由静止释放并描点 C．每次释放小球时，水平挡板在斜槽上的位置必须从上到下（从下到上）等间距调节 D．可以给小球沾上墨水，让小球在运动过程中和纸面接触，在坐标纸上直接留下运动轨迹 【答案】(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 (2) 1.25 2.5 (3)A 【详解】（1）在同一高度、同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。 （2）[1]竖直方向根据 解得T=0.05s 则水平速度 b点的竖直速度则b点的速度 [2]抛出点到b点的时间则抛出点到a点的水平距离 （3）A．斜槽末端必须调节为水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确； B．在描绘同一条轨迹时，需要将小球多次从轨道上相同位置由静止释放并描点，选项B错误； C．每次释放小球时，水平挡板在斜槽上的位置不一定必须从上到下（从下到上）等间距调节，选项C错误； D．若给小球沾上墨水，让小球在运动过程中和纸面接触，则小球运动过程中还受摩擦力，则轨迹就不是抛物线了，选项D错误。故选A。 地 城 考点02 圆周相关实验 7．（24-25高一下·安徽合肥·期末）用如图甲所示的装置探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨道半径之比为，调整传动皮带，可以使左、右塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合，每层半径之比由上至下分别为、和。 (1)在探究向心力大小与半径的关系时，需要先将传动皮带调至变速塔轮的第_____（选填“一”“二”或“三”）层，再将质量相同的钢球分别放在_____（选填“A、B”“A、C”或“B、C”）位置的挡板内侧； (2)探究向心力大小与角速度之间的关系时，该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧，改变皮带挡位，记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边1.5格、右边13.6格，则记录该组数据时，皮带位于皮带盘的第_____挡（选填“一”“二”或“三”）。 【答案】(1) 一 B、C (2)三 【详解】（1）[1][2]根据，可知在探究向心力大小与半径的关系时，需要保证两球的质量和角速度相同，根据可知，因同一皮带带动的两塔轮的线速度大小相等，则两塔轮的相同时，可得两实验小球的角速度相同，则将传动皮带调至变速塔轮的第一层；而圆周运动的半径不同，则将两个质量相等的钢球分别放在B、C位置的挡板内侧。 （2）在探究向心力大小与角速度的关系时，需要保证两球质量和半径相同，将钢球分别放在A、C位置的挡板内侧，根据标尺露出的格数为左边1.5格、右边13.6格，则左右两侧的向心力之比约为 根据，可知角速度之比为，而同一皮带带动的两塔轮的线速度大小相等，由可知塔轮的半径之比为，故应选皮带盘的第三挡。 8．（24-25高一下·安徽芜湖·期末）实验小组分别用下列方案探究向心力大小F与角速度ω、线速度v关系。 (1)如图甲所示为探究向心力F与ω关系的实验装置。向心力演示器标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力。实验中要保持不变的是_______ A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F (2)如图乙所示为探究向心力F与ω的关系的实验装置。滑块套在水平滑杆上，随水平滑杆起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。潜块上固定一遮光片，宽度为d，遮光片通过光电门的时间为Δt，可测出滑块的线速度v=_____（用题中字母表示）；实验中通过改变转速，记录测量了多组数据，以v2为横轴，F为纵轴，作出F-v2图线，由图丙信息可知滑块质量m=____kg（保留两位有效数字）。已知滑块转动半径r=0.15m。 【答案】(1)C (2) 0.20 【详解】（1）根据，要探究向心力F与ω关系，要保持m和r不变，C正确，ABD错误。故选C。 （2）[1]滑块的线速度为； [2]根据得，根据图像得解得 9．（24-25高一下·安徽·期末）根据公式和，某同学设计如下实验来感受向心力。如图甲所示，用一根细绳（可视为轻绳）一端拴一个小物体，绳上离小物体30cm处标为点A，60cm处标为点。将此装置放在光滑水平桌面上（如图乙所示）抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，请另一位同学帮助用秒表计时。 操作一：手握A点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小； 操作二：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小。 (1)小物体做匀速圆周运动的向心力由__________提供； (2)操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同，是为了控制小物体运动的__________相同； (3)如果在上述操作中突然松手，小物体将做__________运动。 (4)在上述操作中采用的研究方法是__________。 【答案】(1)绳子拉力 (2)周期 (3)匀速直线 (4)控制变量法 【详解】（1）小物体竖直方向受到重力和支持力而平衡，水平方向只受到一个绳子拉力，小物体做匀速圆周运动的向心力由绳子拉力提供。 （2）操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同，是为了控制小物体运动的周期相同。 （3）如果在上述操作中突然松手，不受力小物体将做匀速直线运动 （4）在上述操作中采用的研究方法是控制变量法。 地 城 考点03 探究动能定理 10．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）某小组利用图a所示装置验证动能定理。 (1)实验前要平衡打点计时器对小车的阻力及其他阻力，具体操作是：将木板的一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在___________（选填“受”或“不受”）牵引时拉动纸带沿木板做___________运动。 (2)若槽码的质量为，小车的质量为，某段时间内小车运动的距离为s，重力加速度为g，小明提出用来计算合力对小车做的功，用这种方案需满足的条件是___________。 (3)小红在实验时，所用槽码的质量，小车的质量，得到的纸带及相关数据如图b所示，相邻两点的时间间隔为0.1s，g取，则从图中数据可得打出B点时小车的速度大小___________，从打出B点到打出D点的过程中小车动能的增量_______________J。要计算该过程中合力对小车做的功，___________（选填“能”或“不能”）采用（2）中小明提出的方案。（计算结果均保留2位小数） 【答案】(1) 不受 匀速直线 (2) (3) 0.60 0.32 不能 【详解】（1）[1][2]将木板的一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时拉动纸带沿木板做匀速直线运动，则重力的下滑分力与阻力平衡。 （2）当满足时，才能认为小车所受拉力近似等于槽码的重力，才能满足小明提出的方案。 （3）[1]从图中数据可得打出B点时小车的速度大小 [2]从打出B点到打出D点的过程中小车动能的增量 又联立，解得 [3]根据题中数据可知 不满足，要计算该过程中合力对小车做的功，不能采用（2）中小明提出的方案。 11．（24-25高一下·安徽宣城·期末）某实验小组用图1实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台竖直固定放置在水平桌面上，将长木板倾斜放置，一端固定在水平桌面边缘P处，另一位置放置在铁架台的铁杆上，忽略铁杆粗细，木板与铁杆接触处记为Q，P处放置一光电门。实验步骤是： ①测出滑块的挡光片宽度L（很小），用天平测出滑块的质量 m； ②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平面的高度H； ③保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上。用刻度尺量出Q1Q2的距离h1，将滑块从木板上的Q2位置由静止者放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1； ④保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次。 (1)滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题（已知重力加速度为g）： ①滑块动能的变化量____________；②重力对滑块做的功____________； ③摩擦力对滑块做的功_____________。 (2)某学生以铁架台竖直杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标，以滑块通过光电门的挡光时间的平方倒数为纵坐标，根据测量数据在坐标中描点画出如图2所示直线若图线过原点，且图线斜率_______，则能证明合外力做的功等于物体动能增量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）[1] 滑块通过光电门的速度为则滑块的动能的变化量为 [2] 重力对滑块做的功 [3] 设P点到铁架台的水平长度为d，滑块做匀速直线运动时，由动能定理可得 解得 改变倾角后，摩擦力做的功为 （2）由上可知，合力做的功为，根据动能定理可知 联立可得则图线的斜率 12．（24-25高一下·安徽滁州·期末）某同学用图中所示的实验装置验证动能定理，具体实验步骤如下：    A．按图甲所示安装器材，调整垫块的位置，使长木板的倾角大小适当 B．接通电源，调整小盘中沙子的质量，轻推滑块，使滑块恰好能匀速下滑 C．取下细线和小盘，用天平测出小盘和盘中沙子的总质量m和滑块的质量M D．保持长木板的倾角不变，接通电源，由静止释放滑块，打出一条纸带 E．改变长木板倾角，重复上述实验步骤 已知打点计时器所用的交流电源的频率是50Hz，重力加速度。 （1）取下细绳和小盘后，滑块下滑过程中受到的合外力F______（选填“大于”、“小于”、“选大于”、“远小于”或“等于”）mg； （2）在某次操作中，测出m＝40g、M＝140g，打出的纸带如图乙所示，图中每隔4个点选取一个计数点，相邻计数点之间的距离已经标注在纸带上（单位：cm），则打下B点时滑块的速度为______m/s，打下F点时滑块的速度为_______m/s，从打下B点到打下F点的过程中，滑块受到合外力做的动W＝______J，滑块动能的变化量______J。（结果均保用3位有效数字） 【答案】 等于 0.700 1.80 0.196 0.193 【详解】（1）[1]轻推滑块，使滑块带动小盘匀速运动，滑块所受合力为零，滑块受到的重力沿斜面向下的分力与滑动摩擦力的合力大小等于小盘及盘内沙子的总重量，撤去小盘后，滑块所受合力等于小盘和盘中沙子的总重力，即 F=mg （2）[2]打点计时器所用的交流电源的频率是50Hz，打点计时器打点时间间隔 每隔4个点选取一个计数点，相邻计数点间的时间间隔 打B点时滑块的速度 [3]打F点时滑块的速度 [4] BF间的距离 从打下B点到打下F点的过程中，滑块受到合外力做的功 [5]滑块动能的变化量 13．（24-25高一下·安徽合肥·期末）为了探究动能定理，某兴趣小组组装了如图所示的装置，并进行了如下操作。 a．在砂桶里装上一定质量的细砂，缓缓地调节长木板的倾角，轻推滑块，使滑块沿长木板匀速下滑。之后，保持长木板的倾角不变，重力加速度g已知。 b．去掉细线和砂桶，接通电源，将滑块由光电门1上方释放，记录滑块经过两光电门时的挡光时间、； c．测出砂和砂桶的总质量、滑块和遮光条的总质量； d．改变砂桶中细砂的质量，重复a、b、c。 （1）去掉细线和砂桶后，滑块的合力应为________（用以上的物理量表示）。 （2）为了写出探究动能定理的关系式，除了上述物理量外，请分析还需要测量的物理量有_______。 A．长木板的倾角     B．遮光条的宽度d C．两光电门之间的距离L     D．光电门2到长木板顶端之间的距离s （3）由以上的分析可知，动能定理的关系式应为_________（用题干中及（2）所选的物理量表示）。 【答案】 m1g BC/CB 【详解】（1）[1]匀速下滑时绳子拉力为对于滑块 所以当去掉细线和砂桶后，滑块的合力为 （2）[2]遮光条通过两个光电门时的速度分别为 则要验证的关系是 即 则要测量的物理量是遮光条的宽度d以及两光电门之间的距离L，故选BC。 （3）[3]由以上的分析可知，动能定理的关系式应为 地 城 考点04 验证机械能守恒 14．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，所用重物的质量为1.00kg。甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm。可见其中肯定有一位学生在操作上有错误，操作错误的是___________（填“甲同学”“乙同学”“丙同学”）。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s）。 （1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=___________m/s； （2）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=____________J； （3）为减小误差，应选用密度__________（填“较大”或“较小”）的重物进行实验； （4）实验结论：在实验误差允许范围内，机械能守恒。 【答案】 丙同学 0.98 0.49 较大 【详解】[1]重物在0.02s内下降的高度为 重物在0.02s内下降的高度不可能大于0.196cm，丙同学操作错误。 （1）[2]打点计时器打下计数点B时，物体的速度为 （2）[3]从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是 （3）[4]为减小空气阻力产生的误差，应选用密度较大的重物进行实验。 15．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）某实验小组利用图示装置验证机械能守恒定律。细线的一端悬于天花板的O处，另一端拴一个金属小球。将小球从最低点A 处拉至B点，然后由静止释放，小球运动时细线一直处于绷直状态。测出B、A的竖直高度差为h，小球通过A处光电门的遮光时间为t，小球的直径为d（d远小于h），已知当地重力加速度大小为g，小球在A点时正对光电门，则： (1)该实验______（选填“需要”或“不需要”）天平； (2)为完成验证实验，小球通过最低点的速度大小应通过公式v=______计算； (3)若小球质量为m，则小球从B点至A点过程中，重力势能的减少量为______； (4)小球从B到A的过程中，若机械能守恒，则应满足的关系式为______。 【答案】(1)不需要 (2) (3) (4) 【详解】（1）验证机械能守恒的表达式中，小球的质量可以约去，故不需要天平。 （2）根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，小球通过最低点的速度大小 （3）小球从B点至A点过程中，重力势能的减少量为 （4）小球从静止释放到最低点的过程中，若小球机械能守恒，则有整理得 16．（24-25高一下·安徽合肥·期末）某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g。 (1)在实验得到的纸带中，我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律。图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点。设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是 。 A． B． C． D． (2)若代入图乙中所测的数据，求得在误差范围内等于_________（用已知量和图乙中测出的物理量表示），即可验证重锤下落过程中机械能守恒。即使在操作及测量无误的前提下，所求也一定会略_________（选填“大于”或“小于”）后者的计算值，这是实验存在系统误差的必然结果。 (3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是 A．该误差属于偶然误差 B．该误差属于系统误差 C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 【答案】(1)C (2) 小于 (3)BD 【详解】（1）AB．不能用和来计算F点速度，因为这样默认重物做自由落体运动，失去了验证的意义，故AB错误； CD．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，F点的速度为，，故C正确，D错误。故选C。 （2）[1]根据机械能守恒可得可得在误差范围内有 即可验证重锤下落过程中机械能守恒。 [2]即使在操作及测量无误的前提下，由于存在一定的空气阻力和摩擦阻力，使得减少的重力势能略大于增加的动能，则有 所以即使在操作及测量无误的前提下，所求也一定会略小于的计算值，这是实验存在系统误差的必然结果。 （3）由于存在一定的空气阻力和摩擦阻力，实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，该误差属于系统误差；可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差；通过多次测量取平均值的方法只能减小偶然误差，不能减小系统误差。 故选BD。 17．（24-25高一下·安徽合肥·期末）某实验小组利用如图甲所示装置，让重物带动纸带从静止开始自由下落验证机械能守恒定律。 (1)要完成此实验，除了图甲中所示的器材及导线和开关外，还必须选用下列器材中 。 A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．砝码 (2)在某次实验中，质量为0.3kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示。若纸带相邻两个点之间时间间隔为0.02s，从起点O到打下点B的过程中，重力势能减少量_______J此过程中物体动能的增加量__________J，g取9.8结果均保留3位有效数字）。 (3)该小组同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出图像如图丙所示，请根据图像计算出当地的重力加速度_______（结果保留3位有效数字） 【答案】(1)B (2) 0.547 0.513 (3)9.70 【详解】（1）实验时还需要刻度尺测量纸带长度；打点计时器本身就是计时仪器，不需要秒表；要验证的关系两边都有质量，则不需要用天平和砝码。故选B。 （2）[1]从起点O到打下点B的过程中，重力势能减少量 [2]打B点时的速度 此过程中物体动能的增加 （3）根据可得 由图像可知 18．（24-25高一下·安徽合肥·期末）如图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验步骤如下： A、将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B、测出安装在滑块上的挡光条宽度d； C、分别测出滑块与挡光条的总质量M和砝码及托盘的总质量m； D、将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离L； E、由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t； F、改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t。 (1)滑块通过光电门时的速度大小为___________，滑块由静止释放至通过光电门的过程中，滑块挡光条M和托盘砝码m这个系统的动能增加量为___________、势能减少量为___________（已知重力加速度为g）； (2)（单选）利用图像法处理实验数据，如果系统的机械能守恒，则下列图像正确的是 。 A．B．C．D． 【答案】(1) (2)D 【详解】（1）[1] 滑块通过光电门时的速度大小为 [2] 滑块由静止释放至通过光电门的过程中，滑块挡光条M和托盘砝码m这个系统的动能增加量为 [3] 系统势能减少量为。 （2）利用图像法处理实验数据，如果系统的机械能守恒，则满足，则 故与成正比，其图像为过原点的倾斜直线。故选D。 19．（24-25高一下·安徽淮北·期末）如图甲所示，已知当地的重力加速度为g，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是______。 A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v (2)图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度ν和下落高度h而绘制出的v2—h图线。图像是一条直线，此直线斜率的物理含义是：______ (3)某同学正确操作后得到一条如图丙所示的纸带，O点为打下的第一个点， A、B、C、D为从合适位置开始选取的四个连续点。已知打点计时器所接电源的频率为 50Hz，重物的质量m=0.5kg，当地的重力加速度大小g=9.8m/s2，从打O点到打C点，重物重力势能的减少量△Ep=______J，动能的增加量△Ek=______J。（结果均保留三位有效数字） 【答案】(1)D (2)斜率表示2g (3) 1.16 1.15 【详解】（1）A．实验目的是验证机械能守恒定律，计算速度利用匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，不能够通过v=gt计算出瞬时速度v，因为利用该表达式计算时，已经认为重物做自由落体运动，即已经认为重物机械能守恒，故A错误； B．结合上述可知，不能够通过计算出瞬时速度v，因为利用该表达式计算时，已经认为重物做自由落体运动，即已经认为重物机械能守恒，故B错误； C．结合上述，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，重物下降高度应利用刻度尺测量，不能够通过计算得出高度h，因为利用该表达式计算时，已经认为重物做自由落体运动，即已经认为重物机械能守恒，故C错误； D．结合上述可知，用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D正确。 故选D。 （2）用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度ν和下落高度h，根据速度与位移的关系有 结合图像可知，图像斜率 即此直线斜率的物理含义是斜率表示2g。 （3）[1]从打O点到打C点，重物重力势能的减少量 [2]匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打C点时的速度 则重物增加的动能 20．（24-25高一下·安徽安庆·期末）如图甲所示为某小组验证机械能守恒定律的实验装置。本装置中光电门传感器固定在摆锤上，由于连接杆的质量远小于摆锤质量，摆动过程中，连接杆的动能和重力势能可忽略，摆锤（含光电门传感器）的质量为m，5块宽度均为d的挡光片用螺栓固定在圆弧上不同位置并且由板上刻度可读出挡光片相对最低点B 的高度。实验时，每次都将摆锤从A 点由静止释放，光电门传感器可以依次测出摆锤经过5个挡光片的挡光时间，取摆锤运动的最低点为零势能点。 (1)摆锤经过挡光片1时挡光时间为t₁，则摆锤的瞬时速度大小可表示为___________（用d、表示）； (2)测得挡光片1、2分别相对最低点B的高度为，且摆锤经过时的挡光时间分别为、，摆球摆到挡光片1所在位置时动能表达式为___________，验证摆锤的机械能守恒的表达式为___________（用题中已知量的符号表示，无需化简，重力加速度为g）； (3)若小组同学根据释放点 A 与各挡光片间的高度差 及摆锤对应通过各挡光片的挡光时间t，以 为纵坐标，以为横坐标作出如图乙所示图像，则测得当地重力加速度 ________（保留三位有效数字）。查阅资料后发现与当地的重力加速度略有偏小，造成这一误差的可能原因为___________。 【答案】(1) (2) (3) 9.75 阻力做功使动能比理想情况偏小 【详解】（1）利用平均速度近似指代瞬时速度，可得经过挡光片1时瞬时速度为 （2）[1]由（1）可得经过档光片1时的动能表达式为 [2]机械能守恒，则重力势能的减小量等于动能的增加量，故表达式为 （3）[1]从A点到各档光片，有变形可得 结合图像，有，得g=9.75m/s2 [2]实际过程中，摆锤会受到空气阻力、O点转轴受到摩擦力，阻力做功使动能比理想情况偏小，导致比当地的重力加速度略有偏小。 21．（24-25高一下·安徽阜阳·期末）某实验小组设计了如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。、是质量均为的盒子，其中盒上固定一个质量可忽略的遮光条，为铁架台，为固定在铁架台上的轻质滑轮（质量和摩擦可忽略不计），为光电门。重力加速度大小为。 （1）在铁架台上标记一位置，并测得该位置与光电门之间的高度差为，将一个质量为的重物放入盒子中，让盒子从位置由静止下落。 （2）测得遮光条的宽度为，遮光条通过光电门的时间为，则遮光条通过光电门时的速度为________，此时盒子、、及其中所放重物的总动能为________。（用题干中已知的和已测量的物理量表示） （3）盒子从运动到光电门的过程中，、、和重物组成的系统重力势能的减少量为________，在误差允许的范围内，若等式________成立则可验证、、和重物组成的系统机械能守恒。（用题干中已知的和已测量的物理量表示） 【答案】 【详解】[1]遮光条通过光电门时的速度为 [2]盒子、、及其中所放重物的总动能为 [3]该过程、、和重物组成的系统重力势能的减少量为mgh； [4]若该过程机械能守恒，则盒子、、及其中所放重物增加的动能等于该系统减少的重力势能，即有 22．（24-25高一下·安徽·期末）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示。实验步骤如下： ①将气垫导轨放置在水平桌面上，并调节导轨至水平状态。 ②测量遮光条的宽度以及两光电门中心之间的距离。 ③把滑块移至光电门1右侧适当位置，待槽码静止后，释放滑块，确保槽码落地前遮光条能通过光电门2。 ④从数字计数器（图中未画出）上分别读出遮光条通过光电门1和光电门2所用的时间和。 ⑤用天平分别称出滑块和遮光条的总质量以及槽码的质量。（已知当地重力加速度大小为） (1)滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度大小分别为______和______。（结果用表示） (2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统（包括滑块、遮光条、槽码）的总动能增加量为______。（结果用表示） (3)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量 。（填正确答案标号） A． B． C． (4)如果在误差允许的范围内，则可认为验证了机械能守恒定律。实际比较与的大小时，发现，出现这一结果的原因可能是__________。（填正确答案标号） A．滑轮质量较大 B．存在空气阻力和摩擦力 C．遮光条宽度的测量值偏大 【答案】(1) (2) (3)B (4)C 【详解】（1）[1][2]因遮光条宽度很小，可将遮光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度，则有， （2）在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统（包括滑块、遮光条、槽码）的总动能增加量为 （3）在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少。 故选B。 （4）A．滑轮质量较大，考虑到滑轮转动消耗的系统机械能，小于，故A错误； B．存在空气阻力和摩擦力，导致小于，故B错误； C．遮光条宽度的测量值偏大，根据，可知滑块通过光电门的速度偏大，会导致稍大于，故C正确。 故选C。 23．（24-25高一下·安徽黄山·期末）某班级同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律。轻绳的一端固定在O点，另一端连接一质量的小球，让小球依次从距最低点为（轻绳水平）高度处静止摆下。用测量工具测出轻绳的长度为，小球的直径为，当地重力加速度为g。 (1)一组同学在小球运动的最低点安装有一光电门装置（图中未画出），小球静止在最低点时光电门发出的红外线正对球心。将小球拉至高度处静止释放，小球经过最低点时光电门记录的挡光时间，则小球从高度处运动至最低点过程中，重力势能的减少量为___________J，动能的增加量为___________J；（g取，结果保留两位有效数字） (2)另一组同学在O点处加装拉力传感器（图中未画出），小球静止在最低点时，将传感器示数清零。实验中将小球拉至h处由静止释放，记录小球到达最低点时的拉力传感器示数F，并作出图像，若小球机械能守恒，则下列图像合理的是___________； A． B． C． (3)第三组同学考虑到前两组同学实验时小球下摆高度相同，于是作出了图像，若小球运动过程中机械能守恒，则图像斜率为___________（用表示）。 【答案】(1) 0.39 0.38 (2)B (3) 【详解】（1）[1]重力势能的减少量为 [2]小球到最低点时的速度大小为 则动能的增加量为 （2）在最低点对小球由牛顿第二定律 由机械能守恒定律联立可得 由于小球静止在最低点时，将传感器示数清零，则上式变形为 故图像是一个过原点的直线。故选B。 （3）在最低点对小球由牛顿第二定律其中 根据前面两组实验，小球静止在最低点时，将传感器示数清零，则上式变形化简为 由图可知满足机械能守恒定律。 地 城 考点05 验证动量守恒 24．（24-25高一下·安徽合肥·期末）某实验小组的同学利用如图所示的实验装置“验证动量守恒定律”。入射小球A与被碰小球B半径相同。先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹。 (1)（多选）本实验必须满足的条件是 ； A．斜槽轨道必须是光滑的 B．斜槽轨道末端是水平的 C．A球每次从斜槽轨道同一位置由静止释放 D．需要测出斜槽轨道末端离地面的高度，从而计算出平抛运动的时间 (2)为使A球碰撞后仍向右运动，所选用的两小球质量关系应为mA__________mB；（选填“小于”“大于”或“等于”）； (3)若测量出小球的质量分别为mA和mB，测量出落点到O点的距离分别为OM、OP、ON，则验证动量守恒定律的表达式为___________，如果A、B两球发生的是弹性碰撞，则还需要验证的关系是________。 【答案】(1)BC (2)大于 (3) / 【详解】（1）A．斜槽轨道是否光滑对实验无影响，A错误。 B．斜槽轨道末端是水平的，以保证小球做平抛运动，B正确。 C．A球每次从斜槽轨道同一位置由静止释放，以保证小球到达斜槽底端时的速度相同，C正确。 D．实验中小球做平抛运动，下落相同的高度则时间相同，则可用小球的水平位移代替水平速度，则不需要测出斜槽轨道末端离地面的高度，也不需要计算平抛运动的时间，D错误。故选BC。 （2）为使A球碰撞后仍向右运动而不反弹，所选用的两小球质量关系应为mA大于mB； （3）[1]若动量守恒则满足 实验中小球做平抛运动，下落相同的高度则时间t相同，则 即 [2]如果A、B两球发生的是弹性碰撞，则还需要验证的关系是 即联立可得 25．（24-25高一下·安徽淮北·期末）如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。 (1)关于本实验，下列做法正确的两项是______（填选项前的字母）。 A．实验前，调节装置，使斜槽末端水平 B．选用两个半径不同的小球进行实验 C．用质量大的小球碰撞质量小的小球 (2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为m1的小球 从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为m1的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为m1单独滑落时的平均落点）。 分别测出O点到平均落点的距离，记为OP、OM和ON。在误差允许范围内，若关系式______成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 (3)受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和O'点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放，在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点A'，小球2向右摆动至最高点D。测得小球1、2的质量分别为m和M，弦长AB =l1、A'B=l2、CD=l3。推导说明，m、M、l1、l2、l3满足______关系即可验证碰撞前后动量守恒。 【答案】(1)AC (2) (3) 【详解】（1）A．为了使小球飞出斜槽后速度方向水平，实验前，应调节装置，使斜槽末端水平，故A正确； B．为了使两个小球做对心正碰，实验中应选用两个半径相同的小球进行实验，故B错误； C．为了避免入射小球碰撞后发生反弹，实验中应用质量大的小球碰撞质量小的小球，故C正确。故选AC。 （2）小球做平抛运动，则有，，， 根据动量守恒定律有解得 （3）令OA、、OD与竖直方向的夹角分别为、、，轻绳长为L，根据余弦定理有，， 根据动能定理有，， 根据动量守恒定律有解得 26．（24-25高一下·安徽六安·期末）为了探究碰撞过程中的守恒量，某兴趣小组设计了如图所示的实验。先让质量为m1的小球从凹形槽顶端由静止滑下，经过O点水平抛出落在斜面上的P点。再把质量为m2的小球静止放在凹形槽末端O点，让小球m1仍从凹形槽顶端由静止滑下，与小球m2碰撞后，两小球落到斜面上，分别记录小球第一次与斜面碰撞的落点痕迹，其中M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为LM、LP、LN，凹形槽顶端与末端的高度差为h，凹形槽末端距地面高度为H，斜面总长度为L。多次重复实验，小球半径很小，可忽略。 (1)有利于减小实验误差的操作是：______。 A．凹形槽尽可能光滑 B．使用半径相同的两个小球 C．多次测量落点位置取平均值 D．保持H不变，增加斜面长度L (2)在实验过程中，若用L表示一次平抛运动对应的落点距离O点的长度，v0表示平抛的初速度，则L正比于______。（用v0表示） (3)在实验误差允许范围内，若满足关系式______，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒。（用m1、m2、LM、LN表示） (4)现测量出两个小球质量比，若还测出LN=______LP，则可证明两球间的碰撞是弹性碰撞。（用k表示） 【答案】(1)BC (2)v02 (3) (4) 【详解】（1）A．凹形槽不必要光滑，A错误，不符合题意； B．使用半径相同的两个小球，可以保证对心碰撞，减小实验误差，B正确，符合题意； C．多次测量可以减小偶然误差，C正确，符合题意； D．保持H不变，增加斜面长度L，并不能直接减小实验误差，D错误，不符合题意。故选BC。 （2）设斜面的倾角为θ，小球从斜面顶端平抛落到斜面上。 由平抛运动得，解得 （3）若碰撞过程动量守恒，则水平方向上的速度 根据得， 所以，， 解得 （4）若碰撞是弹性的，则有，解得，又有 整理可得，即 27．（24-25高一下·安徽六安·期末）某同学用斜轨道和水平轨道来验证动量守恒定律，如图所示，将斜轨道固定，并与水平轨道在O点由小圆弧平滑连接，将一物块甲由斜轨道上某一位置静止释放，物块甲最后停在水平轨道上，多次重复该操作，找到物块甲的平均停留位置，记为P点；将相同材质的物块乙放在O点，再次让物块甲由斜轨道上静止释放，多次重复该操作，找到物块甲、乙的平均停留位置，分别记为M、N点，回答下列问题。 (1)物块甲的质量应__________（选填“大于”“等于”或“小于”）物块乙的质量。 (2)物块甲每次的释放位置应__________（选填“相同”或“不同”）。 (3)若物块甲、乙的质量分别为、，O点到P、M、N三点的距离分别为、、，若关系式__________成立（用、、、、表示），则说明该碰撞过程动量守恒；若关系式__________也成立（用、、表示），则说明该碰撞为弹性碰撞。 【答案】(1)大于 (2)相同 (3) 【详解】（1）为保证碰撞过程不反弹，则甲的质量应大于乙的质量。 （2）为保证碰撞前甲的速度均相同，则甲每次应从同一位置释放。 （3）[1] 物块在水平面上做匀减速运动，根据匀变速直线运动规律，则有解得 若碰撞过程动量守恒。则有即 [2] 若为弹性碰撞，则有联立可得 28．（24-25高一下·安徽亳州·期末）如图所示是验证动量守恒定律的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上固定着相同的竖直遮光条，实验主要步骤如下： （1）接通气源，将一滑块放置在导轨上，轻推一下使其先后通过两个光电门1、2，发现滑块经过光电门1，2的时间，故应将________（填“水平螺丝Q”或“水平螺丝P”）调低些，使滑块通过两个光电门的时间相同。 （2）用天平测出滑块1、2（包含遮光条）的质量，本实验________（填“需要”或“不需要”）测出遮光条的宽度。 （3）将滑块2放置在光电门1、2之间，将滑块1放置在光电门1的在侧，轻推滑块1，使其与滑块2发生碰撞，光电门1记录的时间为，光电门2先后记录的时间为和。 （4）若关系式________________（用上面所测物理量字母表示）成立，则说明碰撞过程动量守恒。 （5）若忽略两滑块碰撞过程的能量损失，则两滑块（包含遮光条）的质量关系一定为________（填“<”、“=”或“>”）。    【答案】 水平螺丝P 不需要 > 【详解】（1）[1]，说明导轨右端较高，应将水平螺丝调低些。 （2）[2]根据动量守恒有消掉可得故不需要测量遮光条的宽度。 （4）[3]根据前面分析可知，满足的关系式为则说明碰撞过程动量守恒。 （5）[4]由光电门1记录的时间为，光电门2先后记录的时间为和，可知碰后两滑块同方向运动，根据碰撞前后的运动方向关系可知 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $