2023版新教材高中物理第一章动量与动量守恒定律微点8实验：验证动量守恒定律课时作业教科版选择性必修第一册

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微点8　实验：验证动量守恒定律　 eq \a\vs4\al(过基础)1．如图所示，斜槽轨道末端水平，小球m1从斜槽某一高度由静止滚下，落到水平面上的P点．今在槽口末端放一与m1半径相同的球m2，仍让球m1从斜槽同一高度滚下，并与球m2正碰后做平抛运动，球m1和m2的落地点分别是M、N.已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点．则：(1)两小球质量的关系应满足________．A．m1＝m2　　B．m1>m2　　C．m1m2，故选B.(2)为保证两球碰撞后从同一高度做平抛运动，斜槽轨道末端要调成水平．为保证实验有较好的可重复性以减小误差，实验中要求入射小球每次从同一高度由静止滚下．不需要斜槽轨道必须光滑，故选A、C、D.(3)本实验必须测量的是两小球的质量m1和m2，入射小球m1单独飞出的水平距离和两小球m1和m2相碰后各自飞出的水平距离．因小球脱离槽口末端后做的是相同高度的平抛运动，因此两球碰后落地时间相等，故可以利用水平距离代替水平速度，所以不需要测量桌面离地的高度及两小球碰后落地的时间．故选A、F、G.(4)设m1＝3m，m2＝2m，则v1＝ eq \f(OP,t)＝ eq \f(43.50×10－2,t) m/s，m1v1＝ eq \f(1.305m,t) kg·m/sv′1＝ eq \f(OM,t)＝ eq \f(13.50×10－2,t) m/s，m1v′1＝ eq \f(0.405m,t) kg·m/sv2＝0，v′2＝ eq \f(ON,t)＝ eq \f(45.00×10－2,t) m/s，m2v′2＝ eq \f(0.9m,t) kg·m/sm1v′1＋m2v′2＝ eq \f(1.305m,t) kg·m/s.则知m1v1＝m1v′1＋m2v′2，故碰撞前后动量守恒．2．答案：0.60　0.40　2∶1解析：由纸带上点迹位置可知，前两段间隔均为1.20 cm，最后两段间隔均为0.80 cm，则碰前速度v＝ eq \f(1.20×10－2,0.02) m/s＝0.60 m/s，碰后速度v′＝ eq \f(0.80×10－2,0.02) m/s＝0.40 m/s.因为mAv＝(mA＋mB)v′，则得mA∶mB＝2∶1.3．答案：(1)0.020　0.022　(2)导轨不平，右端高解析：(1)滑块1通过光电门1的速度v1＝ eq \f(d,t1)＝ eq \f(0.50×10－2,0.050) m/s＝0.10 m/s，碰撞前系统的总动量p＝m1v1＝0.20×0.10 kg·m/s＝0.020 kg·m/s.滑块1与静止的滑块2碰撞后粘在一起，滑块2通过光电门2的速度v2＝ eq \f(d,t2)＝ eq \f(0.50×10－2,0.068) m/s＝0.074 m/s，碰撞后系统的总动量p′＝(m1＋m2)v2＝(0.20＋0.10)×0.074 kg·m/s＝0.022 kg·m/s.(2)据题意知，两滑块先后通过光电门的时间变小，说明碰撞后两滑块做加速运动，原因是气垫导轨右端高，碰撞前后系统的总动量并不完全相等，产生差异的原因是导轨不平，右端高，合外力不为0，不符合动量守恒的条件．4．答案：(1)17.5　(2)A　(3)0.097 5(0.096 6～0.099 3)　0.096 5(0.940～0.980)解析：(1)在题图乙中用最小的圆将所有的落点圈起来，圆心为平均落地点，则读出OP＝17.5 cm.(2)由题图乙可以判断出Q处是A球碰前的落地点．(3)结合题图可知mAxA＋mBxB＝0.3×0.325 kg·m＋0＝0.097 5 kg·mmAx′A＋mBx′B＝0.3×0.175 kg·m＋0.1×0.440 kg·m＝0.096 5 kg·m.5．答案：见解析解析：碰前A的瞬时速度大小为vA＝ eq \f(x,t)＝ eq \f(0.04,0.02) m/s＝2.00 m/s碰后A的瞬时速度大小为v′A＝ eq \f(x′,t)＝ eq \f(0.019 4,0.02) m/s＝0.97 m/s碰前B的瞬时速度大小为vB＝0碰后B的瞬时速度大小为v′B＝ eq \f(d,ΔtB)＝ eq \f(0.01,0.003 5) m/s≈2.86 m/s设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p和p′，则p＝m1vA，p′＝m1v′A＋m2v′B两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为| eq \f(p－p′,p)|×100%≈1.7%