备战2025届新高考物理一轮总复习练习第7章动量守恒定律第6讲实验验证动量守恒定律

这是一份备战2025届新高考物理一轮总复习练习第7章动量守恒定律第6讲实验验证动量守恒定律，共6页。试卷主要包含了200×kg·m/s+0等内容，欢迎下载使用。

(1)实验应进行的操作有 。
A.测量滑轨的长度
B.测量小车的长度和高度
C.碰撞前将滑轨调成水平
(2)下表是某次实验时测得的数据:
由表中数据可知,碰撞后小车A、B所构成系统的总动量大小是 kg·m/s。(结果保留3位有效数字)
2.(2024广东广州期末)如图所示,在研究“验证动量守恒定律”的实验中,先让A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,P为平均落点。再把B球放在斜槽轨道末端,让A球仍从位置S由静止滚下,与B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M为A球的平均落点,N为B球的平均落点,O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。
(1)关于该实验的注意事项,下列说法正确的是 。
A.斜槽轨道可以不光滑
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.上述实验过程中白纸不能移动
D.两小球A、B半径相同,A的质量可以小于B的质量
(2)设A球质量为m1,B球质量为m2,测量可知lOP=4lOM,lON=6lOM,若碰撞过程动量守恒,则A球质量m1和B球质量m2之比为 。
(3)若A球质量m1是B球质量m2的4倍,两球发生的是弹性碰撞,则lOM和lON之比为 。
3.在学校开展的一次科技活动中,某同学为了用打点计时器验证动量守恒定律,他设计了一个实验,装置如图甲所示,他在长木板右端垫着薄木片平衡摩擦力后,再在小车A后面连上纸带,前端粘有强力双面胶,然后推动小车A使之做匀速直线运动,到达长木板下端时与原来静止的小车B发生碰撞并粘合在一起继续做匀速直线运动,电磁打点计时器所用电源的频率为f。
甲
乙
(1)选择一条比较理想的纸带,每间隔4个点取一个计数点,并测得各计数点间的距离标在纸带上(如图乙所示),A点为运动的起点,则应选 段来计算小车A碰撞前的速度,应选 段来计算小车A和小车B碰后的共同速度(以上两空均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。
(2)小车A的质量为m1,小车B的质量为m2,则碰撞前两小车的总动量为p1= ,碰撞后两小车的总动量p2= (用m1、m2、x1、x2、x3、x4和f表达)。
4.(2024广东汕头期中)在“验证动量守恒定律”的实验中,某同学用如图所示的装置进行了如下的操作:
①先调整斜槽轨道,使末端的切线水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
②将木板向右平移适当的距离,再使小球a从原固定点由静止释放,撞在木板上并在白纸上留下痕迹B;
③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定点由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C;
④用天平测量a、b两小球的质量分别为ma、mb,用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3。
(1)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果 (选填“会”或“不会”)产生影响。
(2)两小球的质量关系:ma (选填“>”“
(3)
解析 (1)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,不会对实验结果产生误差,只要保证小球从静止释放到达最低点的速度相等即可,斜槽不一定需要光滑。
(2)为使小球a碰撞小球b后不反弹,应使ma>mb。
(3)设木板向右移动的距离为L,小球a单独平抛时
L=vt
y2=gt2
小球a与小球b碰撞后,小球a做平抛运动,则有
L=v1t1
y3=
小球b做平抛运动
L=v2t2
y1=
验证两小球碰撞过程中动量守恒,即验证
mav=mav1+mbv2
联立解得。
5.答案 (1)B
(2)14.8
(3)
(4)图见解析
解析 (1)测得通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间,说明滑轨没在水平线上,滑块A做加速运动,因此应该调高左侧底座旋钮,使滑轨水平,故选B;
(2)游标卡尺主尺刻度为14mm,游标尺第8刻度与主尺某一刻度对齐,故游标卡尺读数为d=14mm+0.1×8mm=14.8mm。
(3)根据动量守恒可得m1v1=m2v2-m1v3,通过光电门时的速度v=,故验证动量守恒的表达式为;
(4)根据表格数据作出m2-Δt2图像如图所示。
6.答案 (1)mA=mB
(2)
(3)用量角器测量角度时测量不准确可能会带来误差;小球爆炸后运动过程中存在空气阻力,可能会影响角度的大小
解析 (1)设绳长为L,爆炸后对A、B球由动能定理得
-mAg(L-Lcsα)=0-mA,-mBg(L-Lcsβ)=0-mB
由动量守恒定律得
mAv1=mBv2
联立解得
mA=mB。
(2)整理mA=mB可得
1-csα=(1-csβ)
所以(1-csα)-(1-csβ)图像的斜率
k=
则A、B两球的质量之比为
。
(3)若本次实验存在一定的误差,可能的原因有,用量角器测量角度时测量不准确可能会带来误差;爆炸后小球运动过程中存在空气阻力,可能会影响角度的大小。
A的质量/kg
B的质量/kg
碰撞前A的速度大小/(m·s-1)
碰撞后A的速度大小/(m·s-1)
碰撞后B的速度大小/(m·s-1)
0.200
0.300
1.010
0.200
0.800
m2/g
200
210
220
230
240
Δt2/10-3 s
9.3
9.6
9.8
10.1
10.4