高中物理一輪總復習練習：第六章動量守恒定律 課時作業(yè)31 Word版含解析

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1、課時作業(yè)(三十一)驗證動量守恒定律基礎(chǔ)訓練1(2018江西南昌月考)利用氣墊導軌做實驗來驗證動量守恒定律：如圖甲所示，開始時兩個滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕彈簧，兩滑塊用繩子連接；繩子燒斷后，兩個滑塊向相反方向運動，得到如圖乙所示的兩個滑塊A、B相互作用后運動過程的頻閃照片，頻閃的頻率為10 Hz.已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200 g、300 g，根據(jù)照片記錄的信息，A、B離開彈簧后，滑塊A做勻速直線運動，其速度大小為_ m/s，本次實驗中得出的結(jié)論是_.甲乙答案：0.09兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動量守恒解析：由題圖乙可知，繩子燒斷后，A、B均做勻速直線運動開始時有vA0，vB0

2、，A、B被彈開后有vA0.09 m/s，vB0.06 m/s，mAvA0.018 kgm/s，mBvB0.018 kgm/s，由此可得mAvAmBvB，即0mBvBmAvA，結(jié)論是：兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動量守恒2(2018江蘇五校聯(lián)考)某同學用如圖所示的裝置“驗證動量守恒定律”，其操作步驟如下：A將操作臺調(diào)為水平；B用天平測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；C用細線將滑塊A、B連接，滑塊A、B緊靠在操作臺邊緣，使A、B間的彈簧處于壓縮狀態(tài)；D剪斷細線，滑塊A、B均做平拋運動，記錄A、B滑塊的落地點M、N；E用刻度尺測出M、N距操作臺邊緣的水平距離x1、x2；F用刻度尺測出操作臺臺面距地

3、面的高度h.(1)上述步驟中，多余的步驟是_(2)如果動量守恒，須滿足的關(guān)系是_(用測量量表示)答案：(1)F(2)mAx1mBx2解析：取滑塊A的初速度方向為正方向，兩滑塊的質(zhì)量和平拋初速度大小分別為mA、mB、v1、v2，平拋運動的水平位移大小分別為x1、x2，平拋運動的時間為t.需要驗證的方程為0mAv1mBv2，又v1，v2，代入得到mAx1mBx2，故不需要用刻度尺測出操作臺臺面距地面的高度h.所以多余的步驟是F.3某同學用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道

4、末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次(1)本實驗必須測量的物理量有_A斜槽軌道末端到水平地面的高度HB小球a、b的質(zhì)量ma、mbC小球a、b的半徑rD小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間tE記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OCFa球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(2)根據(jù)實驗要求，ma_(填“大于”“小于”或“等于”)mb.(3)放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時落地？如果不是同時落地，對實驗結(jié)果有沒有影響？(不必做分析)_.(4)為測定未放小球b時，小球a落點的平均位置，把刻

5、度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點對齊，如圖給出了小球a落點附近的情況，由圖可得OB距離應為_cm.(5)按照本實驗方法，驗證動量守恒定律的表達式是_.答案：(1)BE(2)大于(3)b球先落地，對實驗結(jié)果無影響(4)45.97(45.9545.99均正確)(5)maOBmaOAmbOC解析：(1)必須測量的物理量有兩小球的質(zhì)量ma、mb，各落點A、B、C到O點的距離OA、OB、OC，B、E正確(2)為使a球碰b球后不反彈，必須有mamb.(3)b球被碰飛出后，a球還要在水平段運動一小段，因此，b球先落地，但不影響實驗結(jié)果(4)畫盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心位置大約在45.97 cm

6、.(5)若動量守恒，應有mavamavambvb， va是小球a單獨下落離開軌道時的速度，va、vb是兩球碰后離開軌道時的速度，又v，則有mamamb，即maOBmaOAmbOC.4氣墊導軌(如圖甲所示)工作時，空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放置兩個質(zhì)量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動圖乙所示

7、為某次實驗打出的點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_、_，兩滑塊的總動量大小為_；碰撞后兩滑塊的總動量大小為_重復上述實驗，多做幾次若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證答案：0.2abs10.2abs30.2ab(s1s3)0.4abs2解析：打點周期T，打s1、s2、s3均用時.碰前其中一滑塊的動量p1mv1ma0.2abs1.碰前另一滑塊的動量p2mv2ma0.2abs3，故碰前總動量pp1p20.2ab(s1

8、s3)，同理碰后總動量p2m0.4abs2.能力提升5為了驗證動量守恒定律(探究碰撞中的不變量)，某同學選取了兩個材質(zhì)相同、體積不等的立方體滑塊A和B，按下述步驟進行實驗：步驟1：在A、B的相撞面分別裝上尼龍拉扣，以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體；步驟2：安裝好實驗裝置如圖甲，鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽，右端是長直水平槽，傾斜槽和水平槽由一小段弧連接，軌道槽被固定在水平桌面上，在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當遠處裝一臺數(shù)碼頻閃照相機；步驟3：讓滑塊B靜置于水平槽的某處，滑塊A從斜槽某處由靜止釋放，同時開始頻閃拍攝，直到A、B停止運動，得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片；步驟4：多次重復步驟3，得到多幅照片

9、，挑出其中最理想的一幅，打印出來，將刻度尺緊靠照片放置，如圖乙所示(1)由圖乙分析可知，滑塊A與滑塊B碰撞位置_A在P5、P6之間B在P6處C在P6、P7之間(2)為了探究碰撞中動量是否守恒，需要直接測量或讀取的物理量是_A、B兩個滑塊的質(zhì)量m1和m2滑塊A釋放時距桌面的高度頻閃照相的周期照片尺寸和實際尺寸的比例照片上測得的x45、x56和x67、x78照片上測得的x34、x45、x56和x67、x78、x89滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)寫出驗證動量守恒的表達式_(3)請你寫出一條有利于提高實驗準確度或改進實驗原理的建議：_.答案：(1)B(2)m1(x452x56x34)(m1m2)(2x67x

10、78x89)(3)將軌道的一端墊起少許，平衡摩擦力，使得滑塊碰撞前后都做勻速運動(其他合理答案也可)解析：(1)由題圖可得x123.00 cm, x232.80 cm，x342.60 cm，x452.40 cm，x562.20 cm，x671.60 cm，x781.40 cm，x891.20 cm.根據(jù)勻變速直線運動的特點可知A、B相撞的位置在P6處(2)為了探究A、B相撞前后動量是否守恒，就要得到碰撞前后的動量，所以要測量A、B兩個滑塊的質(zhì)量m1、m2和碰撞前后的速度設(shè)照相機拍攝時間間隔為T，則P4處的速度為v4，P5處的速度為v5，因為v5，所以A、B碰撞前在P6處的速度為v6；同理可得碰撞后AB在P6處的速度為v6.若動量守恒則有m1v6(m1m2)v6，整理得m1(x452x56x34)(m1m2)(2x67x78x89)因此需要測量或讀取的物理量是.(3)若碰撞前后都做勻速運動則可提高實驗的精確度