1.4 验证动量守恒定律 习题训练 -（2019）新人教版高中物理选择性必修第一册.docx

1、验证动量守恒定律习题训练 光电门测速1在“验证动量守恒定律”的实验中，如图甲所示，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B，测得A、B的质量分别为m1和m2，遮光板的宽度相同。实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电时间分别为t1、t2。（1）图乙为两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d时的情景。由该图可知其示数为_mm。（2）用题中测得的物理量表示动量守恒应满足的关系式为_（用t1、t2、d表示）。（3）若实验过程中气垫导轨未调节水平，则系统动量_（填守恒/不守恒）。2小明同学利用如图所示装置验证动量守恒定律。实验步骤如下：将光电门1、2分

2、别固定在气垫导轨左右两侧，打开电源，调节气垫导轨水平；将两个宽度均为d （已知）的挡光片分别安装在甲、乙两滑块上；把两个滑块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧；烧断细线，观察两滑块的运动情况；当滑块上的挡光片经过光电门时，分别用光电计时器测得光线被甲、乙两挡光片遮住的时间t1、t2；分别求出相互作用前后的总动量，进行比较。根据实验步骤，回答下列问题：（1）为了完成实验，还需要的测量工具有_（填选项前的字母代号）A毫米刻度尺 B游标卡尺 C天平 D秒表（2）写出还需要测量的物理量和符号_；（3）实验所要验证的表达式为_。（用已知量及所测得物理量表示） 频闪照片测速3在碰撞问题中，人们经常采用恢复系

3、数e来描述运动，其定义式为：碰撞后两物体相对速率（v相对），与碰撞前两球相对速率（v0相对）之比，即e = 。某兴趣小组为测定碰撞系数，设计了如下实验：如图甲所示，气垫导轨上放有质量不等的两滑块A和B。用频闪照相机闪光4次拍得照片如图乙所示，已知闪光时间间隔为t=0.02s，闪光本身持续时间极短，已知在这4次闪光的时间内A、B均在080cm范围内且第一次闪光时，A恰好过x=55cm处，B恰好过x=70cm处，则可知：（1）两滑块在x=_cm处相碰；（2）碰撞之后两滑块的速度大小分别为：vA=_，vB=_；（3）此次碰撞的恢复系数为e=_。 打点计时器测速4某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中

4、的不变量的实验：将打点计时器固定在光滑的长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图1，碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体。他在安装好实验装置后，先接通电源然后轻推小车A，使A获得一定的速度，电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点，已知电源频率为50Hz。（1）实验中打出的纸带如图2所示，并测得各计数点间距标在图上，则应选_段计算A的碰前速度；应选_段计算A和B碰后的共同速度（选填：“BC”“CD”或“DE”）。（2）已测得小车A的质量m1=0.20kg，小车B的质量m2=0.10kg，由以上测量结果可得：碰前m1

5、v1=_kgm/s；碰后（m1m2）v2=_kgm/s。（计算结果保留两位有效数字）（3）由以上实验结果，可知在误差允许的范围内，AB碰撞过程中_不变。 单摆测速5如图所示的装置是“冲击摆”，摆锤的质量很大，子弹以初速度从水平方向射入摆中并留在其中，随摆锤一起摆动。（1）子弹射入摆锤后，要得到子弹和摆锤一起运动的初速度，需要测量的物理量有_。A子弹的质量 B摆锤的质量C冲击摆的摆长 D摆锤摆动时摆线的最大摆角（2）用问题（1）中测量的物理量，应用所学的物理知识可以得出子弹和摆锤一起运动的初速度_；（3）通过表达式_，即可验证子弹与摆锤作用过程中的不变量（用已知量和测量量的符号、表示）。 平抛测

6、速6在“验证动量守恒定律”的实验中，一般采用如图所示的装置，完成下列问题：（1）若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则_A， B，C， D，（2）以下所提供的测量工具中必需的是_A刻度尺 B天平 C弹簧测力计 D秒表（3）在做实验时，下列对实验要求正确的是_A斜槽轨道必须是光滑的B斜槽轨道末端的切线是水平的C入射球每次都要从同一高度由静止滚下D释放点不易太高，越低越好（4）设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用如图所示装置进行实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的表达式应为_（用装置图中的字母表示）7如图所示为某小组验证动量守恒的实验，在内壁光

7、滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，弹簧压缩并锁定，在金属管两端各放置一个金属小球和（两球直径略小于管径且与弹簧不相连），现解除弹簧锁定，两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射，射出管时均已脱离弹簧，已知当地重力加速度为，按下列步骤进行实验：用天平测出两球质量、；用刻度尺测出小球的落点到管口的水平距离；用刻度尺测出两管口离地面的高度；回答下列问题（1）验证动量守恒，还需要测量的一个物理量是_（写出名称及符号）；（2）如果满足关系式_，则说明弹射过程中轻弹簧和两金属球组成的系统动量守恒。（用测得的物理量符号表示）（3）利用上述测得的实验数据，解除弹簧锁定前，弹簧的弹性势能是_。8聪聪同学用如图所示装

8、置来验证动量守恒定律。（1）实验中，质量为的入射小球和质量为的被碰小球B的质量关系是_（填“大于”“等于”或“小于”）。（2）当满足关系式_时，证明、B两小球碰撞过程中动量守恒；若碰撞前后系统无机械能损失，则系统机械能守恒的表达式为_。A B C验证动量守恒定律参考答案13.505 不守恒 【详解】（1）1由图可得，螺旋测微器的固定刻度读数为3.5mm，可动刻度读数为则其示数为（2）2设向右为正方向，根据动量守恒定律，则应满足的表达式为即滑块A、B的速度分别为带入可得变形得（3）3 若实验过程中气垫导轨未调节水平，气垫导轨方向有力的作用，系统合外力不为零，故动量不守恒。2C 测出两滑块的质量m

9、1、m2 m2或或 【详解】（1）1由于验证动量守恒，只测量质量和速度，而速度用光电门测出时间可求，因此还要用天平称出两个滑块的质量，其它仪器不用，故选C。（2）2 由1可知测出两滑块的质量m1、m2（3）3根据动量守恒定律由于因此也可以写成360 -10m/s，0 【详解】(1)1根据图乙可知，碰撞之后B物体静止在60cm处，故两滑块在60cm处相碰。(2)碰后： ，(3)2取向右为正，碰前 ，碰后 ，此次碰撞的恢复系数4BC DE 0.21 0.20 质量m与速度v的乘积之和 【详解】（1）12A与B碰后粘在一起，速度减小，相等时间内的间隔减小，可知通过BC段来计算A的碰前速度，通过DE段

10、计算A和B碰后的共同速度。（2）34A碰前的速度碰后共同速度碰前m1v1=0.21.05kgm/s=0.21kgm/s碰后（m1m2）v2=0.30.68kgm/s=0.20kgm/s5可知在误差允许范围内，AB碰撞过程中，质量m与速度v的乘积之和保持不变。5CD mv0=(M+m)v 【详解】(1)1 (2)2根据机械能守恒得解得故选CD。(3)3验证动量守恒有6C AB BC 【详解】（1）1为了保证入射小球不被反弹，所以入射小球的质量需大于被碰小球的质量，为了保证是对心碰撞，所以入射小球的半径和被碰小球半径应相等，故C正确，ABD错误；（2）2由动量守恒定律得表达式可知需要测小球的速度以

11、及小球的质量，小球从斜槽末端飞出后，竖直方向运动的时间相等，故可以用水平位移表示速度，故需要用刻度尺测量速度，天平测量小球的质量，故AB正确，CD错误；（3）3AC只需保证入射小球每一次到斜槽末端的速度大小相等，斜槽不需要光滑，每一次需从同一高度静止释放小球，斜槽不需要光滑，故C正确，A错误；B为了保证小球离开斜槽末端后能做平抛运动，斜槽末端需切线水平，故B正确；D释放点越高，水平位移就越大，位移测量的相对误差就越小，故释放点高较好，故D错误；（4）4为碰前入射小球落点的平均位置，为碰后入射小球的位置，为碰后被碰小球的位置，则碰前入射小球的速度碰后入射小球的速度碰后被碰小球的速度若则表明通过实

12、验验证了两球碰撞过程中动量守恒，整理得7小球的落点到管口的水平距离； ； 【详解】（1）1由于金属管内壁光滑所以小球与弹簧组成的系统水平动量守恒小球从相同的高度平抛，落地时间相同因此所以验证动量守恒，还需要测量的一个物理量是小球的落点到管口的水平距离。（2）2满足关系式，则说明弹射过程中轻弹簧和两金属球组成的系统动量守恒。（3）3根据能量守恒可知其中联立解得8大于 A B 【详解】（1）1为防止碰撞后入射球反弹，实验中质量为的入射小球和质量为的被碰小球B的质量关系是大于。（2）2如果碰撞中系统动量守恒，以水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得m1v1=m1v2+m2v3小球离开轨道后做平抛运动，因水平位移相同，则有解得若满足关系式时，证明、B两小球碰撞过程中动量守恒，故选A。3若碰撞前后系统无机械能损失，则系统由机械能守恒定律，可得表达式为解得故选B。