【配套K12】[学习]2019年高考物理13个抢分实验 专题7.2 验证动量守恒定律抢分巧练
高考物理总复习 实验七 验证动量守恒定律配套课件
(8)用刻度尺量出线段 OM、OP、O′N 的长度，把两小球
的质量和相应的水平位移数值代入 m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N，
看是否成立. (9)整理实验器材放回原处.
实验七：验证(yànzhèng)动量守恒定律
第一页，共18页。
1.实验原理：在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前后 (qiánhòu)物体的速度v、v′，算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞 后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，即可验证碰撞前后(qiánhòu)动量是否守恒 .
第二页，共18页。
(2)利用光电门测速度，利用配套的光电计时装置测出两滑 块各种情况下碰撞前后的速度.此方案所用器材：气垫导轨、光 电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰 撞架、胶布、撞针、橡皮泥.
第三页，共18页。
3.利用平抛运动(yùndòng)测速度的实验原理
图 S7-1 (1)质量分别为m1和m2的两小球发生正碰，若碰前m1运动，m2静 止，根据动量守恒定律应有 m1v1＝m1v1′＋m2v2′. (2)各小球在同一高度做平抛运动，运动时间相等(xiāngděng)，则 动量守恒时有 m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N.(如图S71所示)
(填选项A前.用的天符号平).测量两个小球的质量 m1、m2 B.测量小球 m1 开始(kāishǐ)释放高度 h C.测量抛出点距地面的高度 H D.分别找到 m1、m2 相碰后平均落地点的位置(wèi zhi) M、N E.测量平抛射程 OM、ON
第十页，共18页。
(3)若两球相碰前后的动量守恒(shǒu hénɡ)，其表达式可表示为
2019年高考物理13个抢分实验 专题6.2 验证机械能守恒定律抢分巧练
实验6.2 验证机械能守恒定律◎考题实战掌握高考脉搏1．(2015·浙江理综，21)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
图1(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材________；乙同学需在图中选用的器材________。
(用字母表示)图2(2)某同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。
纸带________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小为________。
【答案】(1)AB BDE (2)①(2.5±0.2) m/s22．[2015广东理综，34(1)]某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
①请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物________(填“靠近”或“远离”)计时器下端；________，________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。
②图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________(填“b”或“c”)来计算重力加速度。
在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和________________。
【答案】 ①靠近 先接通打点计时器电源，再释放纸带 ②b 纸带与打点计时器之间有摩擦3．（2016·上海卷）在“用DIS 研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是 传感器。
若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。
（选填：“大”或“小”）。
【解析】在实验中，摆锤的速度通过光电门进行测量，测量的速度是通过小球直径d 与挡光时间的比值进行计算，为：tdv ∆=，当摆锤直径测量值大于真实值时，小球直径d 会变大，导致计算出的小球速度变大，故小球动能也会变大。
【答案】光电门；大4．[2016·北京理综，22(2)]利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(最新)2019年高考物理13个抢分实验 专题6.2 验证机械能守恒定律抢分巧练
实验6.2 验证机械能守恒定律◎考题实战掌握高考脉搏1．(2015·浙江理综，21)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
图1(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材________；乙同学需在图中选用的器材________。
(用字母表示)图2(2)某同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。
纸带________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小为________。
【答案】(1)AB BDE (2)①(2.5±0.2) m/s22．[2015广东理综，34(1)]某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
①请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物________(填“靠近”或“远离”)计时器下端；________，________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。
②图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________(填“b”或“c”)来计算重力加速度。
在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和________________。
【答案】 ①靠近 先接通打点计时器电源，再释放纸带 ②b 纸带与打点计时器之间有摩擦3．（2016·上海卷）在“用DIS 研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是 传感器。
若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。
（选填：“大”或“小”）。
【解析】在实验中，摆锤的速度通过光电门进行测量，测量的速度是通过小球直径d 与挡光时间的比值进行计算，为：tdv ∆=，当摆锤直径测量值大于真实值时，小球直径d 会变大，导致计算出的小球速度变大，故小球动能也会变大。
【答案】光电门；大4．[2016·北京理综，22(2)]利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
2019高考物理二轮小题狂做专练 十三 动量定理、动量守恒定律 Word版含解析
1．【安徽省芜湖一中2017-2018学年高三上学期期末考】如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，木块静止在A位置.现有一质量为m的子弹以水平速度υ0射向木块并嵌入其中，则当木块回到A位置时的速度υ以及在此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为( )A．υ=mv0M+m，I=0B．υ=mv0M+m，I=2mυ0C．υ=mv0M+m ，I=2m2v0M+mD．υ=mv0M，I=2mυ02．【江西省南昌二中2019第一次模拟考试】如图甲所示，一质量为m的物块在t＝0时刻，以初速度v0从足够长、倾角为θ的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示．t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端．下列说法正确的是( )A．物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量为3mgt0·cosθB．物块从t＝0时刻开始运动到返回底端的过程中动量的变化量为32mv0C．斜面倾角θ的正弦值为5v08gt0D．不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功3．【陕西省西安市2018-2019学年高考模拟】如图所示，一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C、D、E处，三个过程中动能变化量的大小依次为△E1、△E2、△E3，动量变化量的大小依次为△P1、△P2、△P3，则有( )A．△E1＜△E2＜△E3，△P1＜△P2＜△P3B．△E1＜△E2＜△E3，△P1＝△P2＝△P3C．△E1＝△E2＝△E3，△P1＜△P2＜△P3D．△E1＝△E2＝△E3，△P1＝△P2＝△P34．【河北省衡水中学2019届高三高考调研】光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面A,斜面质量为M，底边长为L，如图所示。
将一质量为m可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放，滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端。
此过程中斜面对滑块的支持力大小为F N,则下列说法中正确的是（）A．F N=mgcosαB．滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为F N tcosαC．滑块B下滑过程中A、B组成的系统动量守恒D．此过程中斜面向左滑动的距离为mLM+m5．【山西省阳高县第一中学2018学年高考模拟】如图所示，在光滑的水平面上固定着两轻质弹簧，一弹性小球在两弹簧间往复运动，把小球和弹簧视为一个系统，则小球在运动过程中( )A．系统的动量守恒，动能守恒B．系统的动量守恒，机械能守恒C．系统的动量不守恒，机械能守恒D．系统的动量不守恒，动能守恒6．【全国百强校学2019届高三第二次调研考试】从水平地面上方同一高度处，使A球斜上抛，使B球平抛，且两球质量相等，初速度大小相同，最后落于同一水平地面上，空气阻力不计，在此过程中，下列说法正确的A．重力对两球做功相同B．重力对两球冲量不同C．两球运动过程中动量的变化量相同D．两球着地时的动量相同7．【黑龙江省哈尔滨师范大学青冈实验中学校2018学年高考模拟】水平推力F1和F2分别作用于置于水平面上的等质量的a.b两物块上，作用一段时间后撤去推力，两物块在水平面上继续运动一段时间停下来。
题型1.7 验证动量守恒定律(第二篇)-2019年高考600分考法之物理题型抢分卷(解析版)
一、考法分析和解题技法 （一）考法分析（二）解题技法 1. 实验原理与操作在一维碰撞中，测出物体的质量m 和碰撞前后物体的速率v 、v ′，找出碰撞前的动量p ＝m 1v 1＋m 2v 2及碰撞后的动量p ′＝m 1v 1′＋m 2v 2′，看碰撞前后动量是否守恒． 2. 数据处理 （1）速度的测量方案一：滑块速度的测量：v ＝ΔxΔt .式中Δx 为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间．方案二：摆球速度的测量：v ＝2gh .式中h 为小球释放时(或碰撞后摆起的)高度，h 可用刻度尺测量(也可由量角器和摆长计算出)．方案三：小车速度的测量：v ＝ΔxΔt.式中Δx 是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，Δt 为小车经过Δx 的时间，可由打点间隔算出．（2）验证的表达式 m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′.方案四：验证的表达式为m 1OP ＝m 1OM ＋m 2ON 3. 误差分析 （1）系统误差主要来源于装置本身是否符合要求，即 ①碰撞是否为一维碰撞．②实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平，两摆球是否等大，利用长木板实验是否平衡掉摩擦力．（2）偶然误差：主要来源于质量m 和速度v 的测量. 4. 创新实验设计用斜槽结合平抛运动的知识验证动量守恒定律是本实验的主要考查方式，但创新实验不拘拟于课本还可用气垫导轨、等长悬线悬挂等大小球完成． 二、真题再现考例 (2014课标卷Ⅱ，T35)现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律．在图(a)中，气垫导轨上有A 、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．实验测得滑块A 的质量m 1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m 2＝0.108 kg ，遮光片的宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰．碰后光电计时器显示的时间为Δt B ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示．若实验允许的相对误差绝对值(|碰撞前后总动量之差碰前总动量|×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程．【答案】 见解析设滑块B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式有 v 2＝d Δt B⑤ 代入题给数据可得： v 2＝2.86 m/s ⑥设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p 和p ′，则 p ＝m 1v 0⑦ p ′＝m 1v 1＋m 2v 2⑧两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 δp ＝|p －p ′p|×100%⑨联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，可得：δp≈1.7%<5%因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律．【考法】利用气垫导轨完成一维碰撞验证动量守恒定律，考查实验原理、数据处理与误差分析。
推荐学习K122019届高考物理复习 专题07 动量守恒定律培优押题预测卷A卷
专题07 动量守恒定律培优押题预测A卷一、选择题（在每小题给出的4个选项中，第1-8题只有一个选项正确，第9-12题有多个选项正确）1．如图所示，一轻绳上端固定，下端系一木块，处于静止状态．一颗子弹以水平初速度射入木块内(子弹与木块相互作用时间极短，可忽略不计)，然后一起向右摆动直至达到最大偏角．从子弹射入木块到它们摆动达到最大偏角的过程中，对子弹和木块，下列说法正确的是( )A．机械能守恒，动量不守恒 B．机械能不守恒，动量守恒C．机械能不守恒，动量不守恒 D．机械能守恒，动量守恒【答案】C【解析】从子弹射入木块到它们摆动达到最大偏角的过程中，对子弹和木块组成的系统做圆周运动，合力不等于零，系统的动量不守恒。
机械能有一部分转化为内能，则系统的机械能不守恒，故ABD错误，C正确。
2．下列运动过程中，在任意相等时间内，物体动量变化不相等的是（）A．匀速圆周运动 B．自由落体运动C．平抛运动 D．匀减速直线运动【答案】AC：平抛运动物体，只受重力，所受合外力为恒力；据动量定理可得，合外力为恒力时，任意相等时间内，物体动量变化相等。
D：匀减速直线运动物体，所受合外力为恒力；据动量定理可得，合外力为恒力时，任意相等时间内，物体动量变化相等。
综上，任意相等时间内，物体动量变化不相等的是A项。
3．质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳，经过时间 t，身体伸直并刚好离开地面，离开地面时速度为v，则在时间t内地面对他的平均作用力为A． mg B． C． D．【答案】D【解析】取竖直向上为正，由动量定理得：，解得，故本题选D。
4．材料相同、质量不同的两滑块,以相同的初动能在水平面上运动直到停止。
若两滑块运动过程中只受到水平面的摩擦力，则质量大的滑块A．摩擦力的冲量大 B．克服摩擦力做的功多C．运动的位移大 D．运动的时间长【答案】A【解析】A、由动量定理可知：，初动能相同，则质量大的滑块动量的变化较大，摩擦力的冲量较大；A正确.D、由运动时间，可知质量大的物体运动时间较短；D错误.B、由动能定理可知W=-μmgs=0-E K；由公式可知，因初动能相同，故两物体克服阻力做功相同；故B错误.C、匀减速运动的位移为，可知质量大的物体位移小;C错误.故选A.5．如图所示，质量为m的小球A静止于光滑水平面上，在A球与墙之间用轻弹簧连接。
11-19年高考物理真题分专题汇编之专题071.验证动量守恒定律
第71节 验证动量守恒定律1.2011年理综北京卷21．（2）如图2，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
①试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。
但是，可以通过仅测量 （填选项前的序号），间接地解决这个问题。
A ．小球开始释放高度hB ．小球抛出点距地面得高度HC ．小球做平抛运动的射程 ②图2中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影。
实验时，先让入射球m 1多次从斜轨上S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置P ，测量平抛射程OP 。
然后，把被碰小球m 2静置于轨道的水平部分，再将入射球m 1从斜轨上S 位置静止释放，与小球m 2相碰，并多次重复。
接下来要完成的必要步骤是 。
（填选项前的符号）A ．用天平测量两个小球的质量m 1、m 2B ．测量小球m 1开始释放高度hC ．测量抛出点距地面的高度HD ．分别找到m 1、m 2相碰后平均落地点的位置M 、NE ．测量平抛射程OM 、ON③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_______________（用②中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞。
那么还应满足的表达式为 （用②中测量的量表示）。
④经测定，m 1=45.0g ，m 2=7.5g ，小球落地点的平均位置距O 点的距离如图3所示。
碰撞前、后m 1的动量分别为p 1与p 1′，则p 1∶p 1′= ∶11；若碰撞结束时m 2的动量为p 2′,则p 1′∶p 2′=11∶____。
实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值'+'211p p p 为________。
⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。
请你用④中已知的数据，分析和计算出被撞小球m 2平抛运动射程ON 的最大值为____cm 。
答：（1）①S ； ③T ；0刻线； ④ADC（2）①C ； ②ADE 或DEA 或DAE③OP m ON m OM m ⋅=⋅+⋅121 212221OP m ON m OMm ⋅=⋅+⋅；④14；2.9；1~1.01； ⑤76.8【解析】①由于本实验的碰撞是在同一高度，在空中运动时间相同，因而根据小球做平抛运动的射程就可知道碰撞后速度的大小之比，所以选C 。
2019年高考物理一轮复习专题07验证动量守恒定律解析版
验证动量守恒定律【纲要导引】验证动量守恒定律属于选修3-5的考察实验，17年前新课标不作为重点学习内容，18年新课标将选修3-5纳入必考，则验证动量守恒定律在往后的考试中很有可能会出现，考察思想和方法与验证机械能守恒定律类似，难度不大。
【点拨练习】1．（2018•顺义区二模）若采用图中甲、乙两种实验装置来验证动量守恒定律（图中小球半径相同，质量均为已知，且m A＞m B，B、B′两点在同一水平线上），下列说法正确的是（）A．采用图甲所示的装置，必须测量OB、OM、OP和ON的距离B．采用图乙所示的装置，必须测量OB、B′N、B′P和B′M的距离C．采用图甲所示装置，若m A•ON＝m A•OP+m B•OM，则表明此碰撞动量守恒D．采用图乙所示装置，若＝+，则表明此碰撞机械能守恒【答案】D【解析】A、如果采用图甲所示装置，由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，不需要测量OB的长度，故A错误；B、如果采用图乙所示装置时，利用水平距离相等，根据下落的高度可确定飞行时间，从而根据高度可以表示出对应的水平速度，从而确定动量是否守恒，故不需要测量OB的距离，故B错误；C、采用图甲所示装置，一个球时水平距离为OP，两球相碰时，A球距离为OM，B球为ON，则根据动量守恒定律有：m A v＝m A v1+m B v2，因下落时间相同，则两端同时乘以t后有m A•OP＝m A•OM+m B•ON，则表明此碰撞动量守恒，故C错误；D、小球碰后做平抛运动，速度越快，下落高度越小，单独一个球下落时，落点为P，两球相碰后，落点分别为M和N，根据动量守恒定律有：m A v＝m A v1+m B v2，而速度v＝，根据h＝gt2可得，t＝，则可解得：v＝，v1＝，v2＝；代入动量守恒表达式，消去公共项后，有：＝+机械能守恒定律可知：m A v2＝m A v12+m B v22代入速度表达式可知：＝+联立动量表达式和机械能表达式可知＝+，故可以根据该式表明此碰撞机械能守恒，故D正确。
[配套K12]2019版高考物理二轮复习 小卷30分钟抢分练(2计算+1选考)(一)
小卷30分钟抢分练(2计算＋1选考)(一)一、计算题(共32分)24.(12分)如图1所示，在xOy 平面第一象限的区域Ⅰ内存在垂直纸面向外的匀强磁场。
第四象限区域Ⅱ内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B 0＝2mv 02qL，区域Ⅰ、Ⅱ的宽度均为2L ，高度分别为DE ＝L ，EF ＝2L ，质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从坐标为(0，－L )的A 点以速度v 0沿与y 轴正方向成45°角的方向射入区域Ⅱ，经x 轴上的C 点(图中未画出)垂直x 轴进入区域Ⅰ，不计粒子重力。
图1(1)求OC 的长度；(2)要使粒子从DE 边界射出，区域Ⅰ磁感应强度的最小值B 应为多大？解析 (1)粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，由洛伦兹力提供向心力，有qv 0B 0＝m v 20R 2(2分)解得在区域Ⅱ的运动半径R 2＝2L (2分)粒子经过x 轴时速度沿y 轴正方向，圆心O 2必在x 轴上(1分)OC ＝R 2－R 2sin 45°(2分)解得OC ＝(2－1)L (1分)(2)当区域Ⅰ磁感应强度最小时，粒子从D 点射出运动半径R 1＝L (2分)由qv 0B ＝m v 20R 1得B ＝mv 0qL(2分) 答案 (1)(2－1)L (2)mv 0qL 25.(20分)如图2所示，倾斜轨道AB 和光滑圆弧轨道BC 固定在同一竖直平面内，两轨道通过一小段长度不计的光滑弧形轨道相连，已知AB 长l ＝7.8 m ，倾角θ＝37°，BC 弧的半径R ＝0.8 m ，O 为其圆心，∠BOC ＝143°。
整个装置处在水平向左的匀强电场(未画出)中，场强大小E ＝1×103N/C 。
两个相同的绝缘小物块P 和Q ，质量均为m ＝0.4 kg ，带正电的小物块Q 静止在A 点，其电荷量q ＝3×10－3 C ，不带电的小物块P 从某一位置以v 0＝8 m/s 的初速度水平抛出，运动到A 点时恰沿斜面向下与小物块Q 发生弹性正碰，且碰撞过程无电荷转移。
(最新)2019年高考物理13个抢分实验 专题6.1 验证机械能守恒定律抢分精讲
实验6.1 验证机械能守恒定律图实Ⅵ－1题型1 实验原理与操作例1 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50 Hz ，依次打出的点为0、1、2、3、4…n.则：(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为________________，必须计算出的物理量为________、________，验证的表达式为________。
(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是________(填写步骤前面的字母)。
A ．将打点计时器竖直安装在铁架台上 B ．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C ．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D ．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E ．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h 1、h 2、h 3…h n ，计算出对应的瞬时速度v 1、v 2、v 3…v nF ．分别算出12mv 2n 和mgh n ，在实验误差范围内看是否相等答案(1)第2点到第6点之间的距离h 26第1点到第3点之间的距离h 13 第5点到第7点之间的距离h 57第2点的瞬时速度v 2 第6点的瞬时速度v 6mgh 26＝12mv 26－12mv 22(2)ADBCEF 解析总结 计算速度时应根据“匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度”进行求解，而不能用v ＝gt 进行求解。
针对训练：“验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图实Ⅵ－5所示的甲或乙方案来进行。
(1)比较这两种方案，________(填“甲”或“乙”)方案好些。
(2)该同学开始实验时情形如图丙所示，接通电源释放纸带。
请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①______________________________________；②______________________________________。
(3)该实验中得到一条纸带，且测得每两个计数点间的距离如图丁所示。
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精品K12教育教学资料 精品K12教育教学资料 实验7.2 验证动量守恒定律 ◎考题实战 掌握高考脉搏
1．(2014课标卷Ⅱ，35)现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律．在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．
实验测得滑块A的质量m1＝0.310 kg，滑块B的质量m2＝0.108 kg，遮光片的宽度d＝1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率f＝50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰．碰后光电计时器显示的时间为ΔtB＝3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示．
若实验允许的相对误差绝对值(|碰撞前后总动量之差碰前总动量|×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程． 【解析】 按定义，滑块运动的瞬时速度大小v为：v＝ΔsΔt①
v2＝dΔtB⑤
代入题给数据可得： 精品K12教育教学资料 精品K12教育教学资料 v2＝2.86 m/s⑥
设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p和p′，则 p＝m1v0⑦
p′＝m1v1＋m2v2⑧
两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为
δp＝|p－p′p|×100%⑨ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，可得： δp≈1.7%<5% 因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律． 【答案】 见解析
◎考法模拟 悟透破题之道
2. 在用如图甲所示的装置研究碰撞中的动量守恒的实验中①用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图乙所示，该球直径为________cm.②实验中小球的落点情况如图丙所示，入射球A与被碰球B的质量比mA∶mB＝3∶2，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比pA∶pB＝________.
【答案】 2.14 1∶2 3．如图13所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图． 精品K12教育教学资料
精品K12教育教学资料 图13 (1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则( ) A．m1>m2，r1>r2 B．m1>m2，r1>r2 C．m1>m2，r1＝r2 D．m1(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________．(填下列对应的字母) A．直尺 B．游标卡尺 C．天平 D．弹簧秤 E．秒表 (3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，若关系式(用m1、m2
及图中字母表示)________成立，即表示碰撞中动量守恒．
【解析】 (1)在小球碰撞过程中，对水平方向用动量守恒定律有： m1v0＝m1v1＋m2v2
若m1v1＝m1v2＋m2v3，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，代入数据得：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON；所以需要测量质量和水平位移，必需用到的仪器是直尺、天平．故选A、C两项．
(3)由(2)中的分析可知，实验中需验证的表达式为： m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.
【答案】 (1)C (2)AC (3)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON 4．气垫导轨是一种常用的实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图7所示(弹簧的长度忽略不计)，实验步骤如下：
图7 a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB 精品K12教育教学资料 精品K12教育教学资料 b．调整气垫导轨，使导轨处于水平 c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，由电动卡锁锁定，静止放置在气垫导轨上 d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1 e．按下电钮放开卡锁，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2 (1)实验中还应测量的物理量是____________________． (2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________________，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是________________________(写出一条即可)．
【答案】 (1)B的右端至D板的距离L2 (2)mAL1t1－mBL2t2＝0(或mAL1t1＝mBL2t2) 测量时间、距离等存在误差(或气垫导轨不水平，合理即正确) 5．某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．
下面是实验的主要步骤： ①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气； ③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； ④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间，已知碰后两滑块一起运动； ⑥先________，然后________，让滑块带动纸带一起运动； 精品K12教育教学资料 精品K12教育教学资料 ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示； ⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. (1)试着完善实验步骤⑥的内容． (2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为________kg·m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为________kg·m/s.(保留3位有效数字) (3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是_______________.
【答案】(1)接通打点计时器的电源 放开滑块1 (2)0.620 0.618 (3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦 6．用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球碰撞来验证动量守恒定律，实验时先使质量为mA的A球从斜槽上某一固定点G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，把质量为mB的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，得到了如图乙所示的三个落地处．
(1)请在图乙中读出OP＝ ________cm. (2)由图乙可以判断出R是 ________球的落地点，Q是 ________球的落地点． (3)为了验证碰撞前后动量守恒，该同学只需验证表达式 ________. 【解析】 (1)由图可知OP约为17.5 cm. (2)Q是A球碰前的落点，P是A球碰后的落点，R是B球的落点． (3)因为各球的运动时间相等，因此碰后的速度可以用水平位移来代替，需要验证的表达式为mAOQ＝mAOP＋mBOR
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【答案】 (1)17.5 (2)B A (3)mAOQ＝mAOP＋mBOR 7. 某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律．图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很精品K12教育教学资料 精品K12教育教学资料 小，质量之比为1∶2.当两摆球均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触．向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角，然后将其由静止释放．结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角为30°.若本实验允许的最大误差为±4%，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？
【解析】 设摆球A、B的质量分别为mA、mB，摆长为l，B球的初始高度为h1，碰撞前B球的速度为
由此可以推出%4112ppp 所以，此实验在规定的误差范围内验证了动量守恒定律． 【答案】 见解析 8．(2016·嘉兴市模拟)某同学用如图8所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们连接处平滑，O点为重垂线所指的位置．实验时先不放置被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置G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10次，然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G由静止滚下，和球2碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次．实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N、P. 精品K12教育教学资料 精品K12教育教学资料 图8 (1)在该实验中，应选用的器材是下列器材中________． A．天平 B．游标卡尺 C．刻度尺 D．大小相同的钢球两个 E．大小相同的钢球和硬橡胶球各一个 (2)在此实验中，球1的质量为m1，球2的质量为m2，需满足m1________m2(填“大于”“小于”或“等于”)． (3)被碰球2飞行的水平距离由图中线段________表示． (4)若实验结果满足m1·ON＝________，就可以验证碰撞过程中动量守恒．
碰撞后入射小球的速度ghOMv22 碰撞后被碰小球的速度ghOPv23 若m1v1＝m2v3＋m1v2，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，代入数据得：m1·ON＝m1·OM＋m2·OP. 【答案】 (1)ACE (2)大于 (3)OP (4)m1·OM＋m2·OP