1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析(4)

2019-07-13 17:18

24.用如图所示装置进行以下实验:

①先测出可视为质点的滑块A、B的质量M、m及滑块A与桌面的动摩擦因数μ; ②使A、B间弹簧压缩,用细线将A、B连接,滑块B紧靠桌边;

③剪断细线,B做平抛运动,测出水平位移s1、A在桌面滑行距离s2,为验证动量守恒,写出还需测量的物理量及表示它的字母 ,如果动量守恒,需满足的关系式是 .

25.某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验.先将A球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的B球放在斜槽轨道末水平段的最右端上,让A球仍从同一固定点处由静止开始滚下,和B球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.

(1)在以下选项中,哪些是本次实验必须测量的物理量 . A.两球的质量mA、mB

B.A球的释放点离斜槽末端的竖直高度h C.线段

的长度

D.斜槽末端离纸面的竖直高度H

(2)在本实验中,根据实验测得的数据,当关系式 成立时,即可验证碰撞过程中动量守恒.

(3)在本实验中,为了尽量减小实验误差,在安装斜槽轨道时,应让斜槽末端保持水平,这样做的目的是 .

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A.入射球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出 B.入射球与被碰小球碰后能同时飞出

C.入射球与被碰小球离开斜槽末端时的速度为水平方向 D.入射球与被碰小球碰撞时的动能不损失.

26.为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球,按下述步骤做了如下实验:

A.用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2,且m1>m2;

B.按照如图所示的那样,安装好实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平。将一斜面BC连接在斜槽末端;

C.先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置;

D.将小球m2放在斜槽前端边缘上,让小球m1从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置;

D.用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF。 根据该同学的实验,请你回答下列问题:

(1)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中的 点,m2的落点是图中的 点。

(2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式 ,则说明碰撞中动量是守恒的。

(3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式 ,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。

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27.某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律,该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成,硬币发射器包括支架、弹片即弹片释放装置.释放弹片可将硬币以某一初速度弹出.已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同.主要实验步骤如下:

①将一元硬币置于发射槽口,释放弹片将硬币发射出去,硬币沿着长木板中心线运动,在长木板中心线的适当位置取一点O,测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离.再从同一位置释放弹片将硬币发射出去,重复多次,取该距离的平均值记为x1,如图乙所示;

②将五角硬币放在长木板上,使其左侧位于O点,并使其直径与中心线重合.按步骤①从同一位置释放弹片,重新弹射一元硬币,使两硬币对心正碰,重复多次,分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值x2和x3,如图丙所示.

(1)为完成该实验,除长木板,硬币发射器,一元或五角硬币,刻度尺外,还需要的器材有 ;

(2)实验中还需要测量的物理量有 ,验证动量守恒定律的表达式为 (用测量物理量对应的字母表示).

28.为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”,某同学用如图所示的装置进行了如下的操作:

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Ⅰ.将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;

Ⅱ.将木板向右平移适当的距离固定,再使小球a 从原固定点由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹B;Ⅲ.把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端,让小球a 仍从原固定点由静止释放,和小球b相碰后,两小球分别撞到木板并在白纸上留下痕迹A和C;

Ⅳ.用天平测出a、b两个小球的质量分别为ma和mb,用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3. 根据上述实验,请回答下列问题:

(1)小球a和b发生碰撞后,小球a在图中痕迹应是 点.

(2)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果 产生误差(选填“会”或“不会”)

(3)用本实验中所测得的物理量来验证两小球碰撞过程中动量守恒,其表达式: .

29.某同学用如图1所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验.先将入射小球a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的被碰小球b球放在斜槽轨道末端的小立柱上,调节实验装置使两小球碰撞时球心处于同一水平高度,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.

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(1)关于本实验,说法正确的是 .(填序号字母) A.斜槽轨道必须是光滑的 B.必须测量小球a、b的直径D

C.必须测量斜槽轨道末端到水平地面的高度H

D.必须测量小球a、b的质量,且二者的关系为ma>mb

(2)为测定未放小球b时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,如图给出了小球a落点附近的情况,由图可得a球落点与O点的距离应为 cm.

(3)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是 . 30.如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置.

(1)下列说法中符合本实验要求的是 (选填选项前面的字母). A.轨道应当尽量光滑,以减小实验误差 B.每次入射球应从斜槽上同一位置由静止释放 C.安装轨道时,应使轨道末端切线水平 D.需要使用的测量仪器有天平、秒表和刻度尺

E.入射小球a和被碰小球b的质量m1、m2应该满足 m1=m2

(2)实验时,先不放b球,让a球多次从同一位置由静止释放,找到平均落点放上b 球后,将a球仍从同一位置释放并重复实验.实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点,在记录纸上找到了两球平均落点位置为A、C,并测得三点到0点的距离分别为x1、x2和x3.若在误差允许范围内满足表达式 ,则可得出碰撞中动量守恒的结论.若两球的碰撞为弹性碰撞,则还应满足 .

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