1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析(3)

（2）以下所提供的测量工具中必需的是

A．直尺 B．游标卡尺 C．天平 D．弹簧测力计 E．秒表 （3）在做实验时，对实验要求以下说法正确的是 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．释放点越高，两球碰后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确

（4）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用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”的表达式为 ．（用装置图中的字母表示）

17．验证碰撞中动量守恒的实验装置如图所示，A、B是直径均为d，质量分别为mA和mB的两个小球．

（1）为了完成这个实验下列说法中正确的是 A．每次小球A都必须同一点静止释放． B．小球A的质量可以小于小球B的质量． C．为了计量运动时间选用秒表来计时．

D．为了减少误差，多次实验，但要标出平均位置应用圆规作图来确定． E．斜槽未端必须保持水平．

（2）根据图中各点间的距离，写出动量守恒的式子 ．（用字母表示）

18．利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒，竖直平面内的四分之一光滑圆

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弧轨道下端与水平桌面相切，先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放，测量出滑块在水平桌面滑行的距离x1（图甲）；然后将小滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，测量出整体沿桌面滑动的距离x2（图乙）．圆弧轨道的半径为R，A和B完全相同，重力加速度为g．

（1）滑块A运动到圆弧轨道最低点时的速度v= （用R和g表示）； （2）滑块与桌面的动摩擦因数μ= （用R和x1表示）； （3）若x1和x2的比值

= ，则验证了A和B的碰撞动量守恒．

19．如图甲所示的装置可用验证动量守恒定律．斜槽轨道固定在水平桌面上，在其一侧竖直放置一贴有坐标纸的屏，坐标纸上小方格的边长l=9mm，让小球每次从F点由静止释放，从轨道末端水平抛出，通过频闪照相方式记录小球平抛运动过程．

（1）实验中，让小球A从F点由静止释放，从末端水平抛出，通过频闪照相测得小球A到达轨道末端时的速度vA=0.50m/s．

（2）把直径与A球相同的B球（mA＞mB）放置在水平高低末端，同样让A球从F点由静止释放，两球相碰后．都从轨道末端水平抛出，用频闪照相方式记录了它们运动过程的各四个点如图乙所示，写碰后A小球做平抛运动的初速度的计算式为：vA′= （用l、g表示）

（3）要验证A、B两球碰撞过程中系统动量守恒，应该有 等式在实验允许误差范围内成立（用题目中给出的字母符号表示），若此等式成立，则A、B

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小球的质量之比为 ．

20．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

（1）下列说法中符合本实验要求的是 ． A．安装轨道时，轨道末端必须水平 B．必要的测量仪器有天平、刻度尺和秒表

C．入射球必须比靶球质量大，且二者的直径必须相同

D．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一位置由静止释放 （2）图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影．实验时，先让入射小球多次从S位置由 静止释放，找到其平均落地点的位置．然后把靶球静置于轨道的末端，再将入射小球从同一位置由静止释放，多次重复，并找到碰撞后两球各自落地点的平均位置．用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置与O点的距离（线段OM、OP、ON的长度），分别用x1、x2、x3表示．入射小球的质量m1，靶球的质量为m2，若满足关系式 ，则两球碰撞前后系统动量守恒．

21．如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：

①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2；

②安装实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面BC连接在斜槽末端；

③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P；

④将小球m2放在斜槽末端B处，仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放，两

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球发生碰撞，分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置；

⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离．图中从M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M、P、N到B点的距离分别为SM、SP、SN．依据上述实验步骤，请回答下面问题：

（1）两小球的质量m1、m2应满足m1 m2（填写“＞”、“=”或“＜”）；

（2）小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中 点，m2的落点是图中 点；

（3）用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式 ，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的；

（4）若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞，用实验中测得的数据来表示，只需比较 与 是否相等即可．

22．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g．采用的实验步骤如下： A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；

B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量m、mb；

C．在和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上； D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动； E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；

F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离sb； G．改变弹簧压缩量，进行多次测量。

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（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度为 mm。

（2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即 = 。（用上述实验所涉及物理量的字母表示）

23．碰撞一般分为弹性碰撞和非弹性碰撞，发生弹性碰撞时，系统的动量守恒、机械能也守恒；发生非弹性碰撞时，系统的动量守恒，但机械能不守恒．为了判断碰撞的种类，某实验兴趣小组设计了如下实验． 实验步骤如下：

①按照如图所示的实验装置图，安装实物图；

②用石蜡打磨轨道，使ABC段平整光滑，其中AB段是曲面，BC段水平面，C端固定一重锤线；

③O是C点的竖直投影点，OC=H，在轨道上固定一挡板D，从贴紧挡板D处由静止释放质量为m1小球1，小球1落在M点，用刻度尺测得M点与O点距离2l；

④在C的末端放置一个大小与小球1相同的小球2，其质量为m2．现仍从D处静止释放小球1，小球1与小球2发生正碰，小球2落在N点，小球1落在P点，测得OP为l，ON为3l．

（1）小球1与小球2的质量之比

= ；

（2）若两小球均看作质点，以两球为系统，碰前系统初动能EK0= ，碰后系统末动能EK= ，则系统机械能 ，（填“守恒”“不守恒”），可以得出两球的碰撞是 碰撞．（EK0、EK用题目中字母H、m2、l和重力加速度g表示）

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