2023届高考物理二轮复习专题练习：验证动量守恒定律实验.docx

1、验证动量守恒定律实验专题练习一、利用平抛运动验证动量守恒实验1.如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在白纸上的投影点。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P由静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P由静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF，并测得A球的质量为， B球的质量为。（1）该实验必须满足的条件有_。A .斜槽轨道必须光滑B .斜槽轨道末端必须水平C .

2、实验过程中，复写纸和白纸都可以移动D .A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放（2）为了完成本实验，要求入射小球A的质量被碰小球B的质量，入射小球A的半径被碰小球B的半径。（均选填“”、“”或“=”）（3）当满足表达式时，说明碰撞中两小球组成的系统动量守恒（用、OD、OE、OF表示）。2.某同学用如图甲所示装置通过半径相同的、两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让球仍从位置由静止开始滚下，和球碰撞后，、球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重

3、复这种操作10次，得到了如图乙所示的三个落地点。（1）用什么方法找出落地点的平均位置？，并在图中读出cm。（2）已知，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出是球的落地点，是球的落地点。（3）用题中的字母写出动量守恒定律的表达式。3.“碰撞实验器”如图甲所示，“求实”实验小组的同学们用它做验证动量守恒定律实验，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前、后的动量关系。（1）实验中，直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的。同学们经过分析讨论，发现，因此可以用水平位移间接地来代替小球碰撞前、后的速度。（2）图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先将入射球A（质量为）多次从斜轨上S位置由静止释放

4、，找到其平均落地点的位置P（图中未画出），测量水平位移；然后把被碰小球B（质量为）静置于轨道的水平部分，再将入射小球A从斜轨上S位置由静止释放，与小球B相撞，找到A、B相碰后各自平均落地点的位置，并分别测量其水平位移、。多次重复本实验，以减小实验误差。同学们在实验中正确操作，认真测量，得出的落点情况如图乙所示。通过分析可知，落点P为图乙中的位置（填“1”、“2”或“3”），若两球相碰前、后的动量守恒，则。4.某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。（1）两小球应满足的关系是。（填“”或“”“=”或“”“=”或“”）；（2）写出能验证两球碰撞动量守恒的表达式；（3）写出能验证两球发生弹性碰撞

5、的表达式：（用L1、L2、L3表示）34.在“验证动量守恒定律”的实验中：（1）某同学先采用如图甲所示的装置进行实验。把两个小球用等长且不可伸长的细线悬挂于同一点，让B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起。（小球的直径d相等且远小于细线长度L）实验中必须测量的物理量有_（填选项前的字母）。A .细线的长度LB .A球质量和B球质量C .释放时A球被拉起的角度D .碰后摆起的最大角度E .当地的重力加速度g（2）某同学又用如图乙所示的装置做验证动量守恒定律的实验，下列说法中不符合本实验要求的是_（填选项前的字母）。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 .

6、入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放D .入射小球与被碰小球满足，（3）若该同学在用如图乙所示的装置的实验中，正确操作，认真测量，得出的落点情况如图丙所示，则入射小球质量和被碰小球质量之比为。35.某同学设想用如图甲所示的装置，研究两个完全相同的小球碰撞时有无机械能损失。设想如下：小球A用不可伸长的轻质细绳悬于点，当A摆到点正下方的点时恰好与桌面接触但无压力。现将A球从点由静止释放，到达点时刚好与静置于桌面点、与A完全相同的小球B碰撞，B平抛落至地面。该同学测得到桌面的高度、桌面到地面的高度及B平抛的水平位移，重力加速度为。（1）若用游标卡尺测小球的直径，如图乙所示，则cm。（2）B球被

7、碰后的初速度。（3）实验中改变，多测几次和的数值，得到如图丙所示的图线，如果两球碰撞过程中没有机械能损失，则该图线的斜率。36.“求索”兴趣小组利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”实验。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面。实验步骤如下：A在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量、；C将a和b用细线连接，中间夹一被压缩了的水平轻短弹簧，静止放置在平台上；D细线烧断后，a、b瞬间被弹开，并向相反方向运动；E记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；F小球b从平台边缘飞出后，落在水

8、平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的距离；G改变弹簧压缩量，进行多次测量。当地重力加速度大小为g，用上述实验所涉及物理量的符号表示：（1）滑块a通过光电门的速度为；（2）该实验要验证动量守恒定律，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即。37.小王同学利用图示的弹簧发射装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平且弹簧处于原长时与管口平齐；在水平地面先后钉上复写纸和白纸，小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球从水平桌面飞出后，在白纸上留下压痕P；将小球b放在桌面的右边缘，仍

9、让小球a从步骤中的释放点由静止释放，与b球正碰后，a、b两球均落在白纸上留下压痕M、N。（1）若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则应满足_（填选项序号）；A .，B .，C .，D .，（2）设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用如图所示装置进行实验时，所得“验证动量守恒定律”的表达式为（用已知量和装置图中的字母表示）；（3）假设a、b两球碰撞为弹性碰撞，则需要验证的关系是（用装置图中的字母表示）。38.某同学设计了一个如图所示的实验装置验证动量守恒定律。小球A底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条，用悬线悬挂在O点，光电门固定在O点正下方铁架台的托杆上，小球B放在竖直支撑杆

10、上，杆下方悬挂一重锤，小球A（包含遮光条）和B的质量用天平测出分别为mA、mB，拉起小球A一定角度后释放，两小球碰撞前瞬间，遮光条刚好通过光电门，碰后小球B做平抛运动而落地，小球A反弹右摆一定角度，计时器的两次示数分别为t1、t2，测量O点到球心的距离为L，小球B离地面的高度为，小球B平抛的水平位移为x。（1）关于实验过程中的注意事项，下列说法正确的是_。A .要使小球A和小球B发生对心碰撞B .小球A的质量要大于小球B的质量C .应使小球A由静止释放（2）某次测量实验中，该同学测量数据如下：d=0.5cm，L=0.5cm，=0.45cm，x=0.30cm，t1=0.0025s，t2=0.00

11、50s，重力加速度g取10m/s2，若小球A（包含遮光条）与小球B的质量之比为mA：mB=，则动量守恒定律得到验证，根据数据可以得知小球A和小球B发生的碰撞是碰撞（“弹性”或“非弹性”）。39.某班物理兴趣小组选用如图所示装置来“探究碰撞中的不变量”。将一段不可伸长的轻质小绳一端与力传感器(可以实时记录绳所受的拉力)相连固定在O点，另一端连接小钢球A，把小钢球拉至M处可使绳水平拉紧。在小钢球最低点N右侧放置有一水平气垫导轨，气垫导轨上放有小滑块B(B上安装宽度较小且质量不计的遮光板)、光电门(已连接数字毫秒计)。当地的重力加速度为g。某同学按上图所示安装气垫导轨、滑块B(调整滑块B的位置使小钢球自由下垂静止在N点时与滑块B接触而无压力)和光电门，调整好气垫导轨高度，确保小钢球A通过最低点时恰好与滑块B发生正碰。让小钢球A从某位置释放，摆到最低点N与滑块B碰撞，碰撞后小钢球A并没有立即