2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5講 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課時(shí)作業(yè)（選修3-5）

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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5講 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律課時(shí)作業(yè)（選修3-5） 1．某同學(xué)用如圖K13－5－1所示裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，讓質(zhì)量為m1的小球從斜槽某處由靜止開(kāi)始滾下，與靜止在斜槽末端、質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞． 圖K13－5－1 (1)實(shí)驗(yàn)中必須要求的條件是(　　) A．斜槽必須是光滑的 B．斜槽末端的切線必須水平 C．m1與m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度 D．m1每次必須從同一高度處滾下 (2)實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量的物理量是(　　) A．小球的質(zhì)量m1和m2 B．小球的起始高度h C．小球的半徑R1和R2 D．小球飛行的時(shí)間t E．桌面離地面的

2、高度H F．小球飛出的水平距離s 【答案】(1)BCD　(2)AF 【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中為保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽末端必須水平，要使兩球碰后均平拋，兩球心必須在同一高度，要保證小球m1碰前速度不變，m1每次必須從同一高度滾下，斜槽沒(méi)必要保證光滑，故選項(xiàng)B、C、D正確． (2)必須測(cè)量?jī)汕蛸|(zhì)量m1、m2和小球平拋的水平距離． 2．(多選)在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)入射球、被碰球的質(zhì)量分別為m1、m2，半徑分別為r1、r2，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．m1＝m2，r1＞r2 　　　　 B．m1＞m2，r1＝r2 C．降低斜槽的高度 　　　　 D．入射

3、小球釋放點(diǎn)要適當(dāng)高一些 【答案】BD 【解析】為了避免碰撞后m1反向運(yùn)動(dòng)，必須使m1＞m2，為了使兩球發(fā)生正碰并且碰后的速度水平，必須使r1＝r2，入射球釋放點(diǎn)適當(dāng)高一些，使落點(diǎn)遠(yuǎn)一些，這樣便于測(cè)量． 3．在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，若稱得入射球與被碰球的質(zhì)量分別為m1＝30 g，m2＝15 g，由實(shí)驗(yàn)得出它們的水平位移—時(shí)間圖象如圖K13－5－2所示的Ⅰ、Ⅰ′、Ⅱ′，則由圖可知入射小球在碰前的動(dòng)量是__________kg·m/s，入射小球在碰后的動(dòng)量是________kg·m/s，被碰小球的動(dòng)量是________kg·m/s，由此可以得出結(jié)論：____________. 圖K

4、13－5－2 【答案】0.03　0.015　0.015　碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒 【解析】由s－t圖象，知入射小球的碰前速度v1＝m/s＝1 m/s，故動(dòng)量p1＝m1v1＝30×10－3×1 kg·m/s＝0.03 kg·m/s；碰后兩球的速度分別為v1′＝0.5 m/s，v2′＝1 m/s，故它們的動(dòng)量分別為p1′＝30×10－3×0.5 kg·m/s＝0.015 kg·m/s，p2′＝15×10－3×1 kg·m/s＝0.015 kg·m/s；p1＝p1′，故動(dòng)量守恒． 4．應(yīng)用如圖K13－5－3所示的2個(gè)裝置都可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，試比較這2個(gè)裝置的不同點(diǎn)． 圖K13－5－3

5、 【答案】見(jiàn)解析 【解析】甲、乙二圖都可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，但乙圖中去掉支柱，所以不同點(diǎn)如下： 甲圖中入射小球飛出的水平距離應(yīng)從斜槽的末端點(diǎn)在紙上的垂直投影點(diǎn)O算起(如圖甲所示)，而被碰小球飛出的水平距離應(yīng)從它的球心在紙上的垂直投影點(diǎn)O′算起，所以要測(cè)小球的直徑，驗(yàn)證的公式是mA·＝mA·＋mB·；而乙圖中二球的水平距離都應(yīng)從斜槽的末端點(diǎn)在紙上的垂直投影點(diǎn)O算起． 5．(xx年高州模擬)某同學(xué)用如圖K13－5－4甲所示的裝置通過(guò)半徑相同的A、B 兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下

6、痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B 兩球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次，圖甲中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．B球落點(diǎn)痕跡如圖K13－5－4乙所示，其中米尺水平放置且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊． 圖K13－5－4 (1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_(kāi)_______cm. (2)下列選項(xiàng)中哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行測(cè)量的量？________(填序號(hào)字母)． A．水平槽上未放B球時(shí)，A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 B．A球與B球碰撞后，A球落

7、點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 C．A球或B球的直徑 D．A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比) E．G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度 【答案】(1)64.7±0.1　(2)ABD 6．某同學(xué)用如圖K13－5－5所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)，操作步驟如下： 圖K13－5－5 ①先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將該木板豎立于靠近槽口處，使小球a從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開(kāi)始滾下，撞到木板，在記錄紙上留下壓痕O； ②將木板向右平移適當(dāng)距離，再使小球a從原固定點(diǎn)由靜止釋放，撞到木板，在記錄紙上留下壓痕B； ③把半徑相同的小球b靜止放在斜槽軌道水平段的右邊緣

8、，讓小球a仍從原固定點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾下，與小球b相碰后，兩球撞在木板上，并在記錄紙上留下壓痕A和C. (1)本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量是________(填序號(hào)字母)． A．小球a、b的質(zhì)量ma、mb B．小球a、b的半徑r C．斜槽軌道末端到木板的水平距離x D．小球a的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端的高度差h E．小球a、b離開(kāi)斜槽軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間t F．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C的距離y1、y2、y3 (2)放上被碰小球，兩球相碰后，小球a在圖中的壓痕點(diǎn)為_(kāi)_______，小球b在圖中的壓痕點(diǎn)為_(kāi)_______． (3)用本實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的物理量來(lái)驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，其

9、表達(dá)式為_(kāi)___________________． (4)利用該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物理量，也可以判斷兩球碰撞過(guò)程中機(jī)械能是否守恒．判斷的依據(jù)是看__________與________________在誤差允許的范圍內(nèi)是否相等． (5)3個(gè)壓痕點(diǎn)A、B、C距O點(diǎn)的距離OA、OB、OC與實(shí)驗(yàn)所用的小球質(zhì)量是否有關(guān)？ ________________________________________________________________________. (6)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列方法可行的是________(填序號(hào)字母)． A．讓ma＜mb B．適當(dāng)增加h，使兩球相碰時(shí)相互作用的內(nèi)力更大 C．適當(dāng)增加x，使兩球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離更大 D．以上方法均不可行 【答案】(1)AF　(2)C　A　(3)＝＋　(4)　＋　(5)OB與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，OA和OC與小球的質(zhì)量有關(guān)　(6)BC