1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析(5)

31．某兴趣小组设计了一个寻求碰撞前后不变量的实验．实验器材有：打点计时器、低压交流电源（f=50Hz）、纸带、刻度尺、表面光滑的平直金属轨道、带撞针

的

小

车

甲

、

带

橡

皮

泥

的

小

车

乙

、

天

平．

该小组实验的主要步骤有：

A．用天平测出甲的质量m1=0.50kg，乙的质量m2=0.25kg B．更换纸带重复操作三次

C．接通电源，并给甲车一定的初速度v甲

D．将平直轨道放在水平桌面上，在其一端固定打点计时器，连接电源

E．将小车甲靠近打点计时器放置，在车后固定纸带，将小车乙静止地放在平直轨道中间位置

（1）上述实验步骤合理的顺序为 ，

（2）从打下的纸带中，选取比较理想的一条，如图2所示，请补充完成下表（均保

留

两

位

有

效

数

字

）

甲车 0.50 乙车 0.25 0 0 0 0 甲乙整体 0.75 m/kg v/（m?s﹣1） mv mv2

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（3）根据以上数据寻找出碰撞前后不变量的表达式为 ．

32．在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙两种装置：

（1）若采用乙装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是： A．直尺 B．天平 C．弹簧秤 D．秒表

（2）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用甲装置实验时（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”的结论为（用装置中的字母表示） ．

33．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）实验必须要求满足的条件是 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．若入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，则m1＞m2

（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨 上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程

，

然后，把被碰小球m1静置于轨道的末端，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是 （填选项的符号）

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放高度h C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

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E．测量平抛射程

（3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式可表示为 （用（2）中测量的量表示）；

（4）若ml=45.0g、m2=9.0g，

=46.20cm．则

可能的最大值为 cm．

34．在利用碰掩做“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图所示，图中斜槽PQ与水平箱QR平滑连接，按要求安装好仪器后开始实验．先不放被碰小球，重复实验若干次；然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的前端边缘R处（槽口），又重复实验若干次，在白纸上记录下挂于槽口R的重锤线在记录纸上的竖直投影点和各次实验时小球落点的平均位置，从左至右依次为O，M．P，N点，测得两小球直径相等，入射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2，且m1=2m2则：

（1）两小球的直径用螺旋测微器核准相等，测量结果如图乙，则两小球的直径均为 m．

（2）入射小球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，其目的是 ． A．为了使入射小球每次都能水平飞出糟口 B．为了使入射小球每次都以相同的动量到达槽口 C．为了使入射小球在空中飞行的时间不变 D．为了使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞 （3）下列有关本实验的说法中正确的是 ．

A．未放被碰小球和放了被碰小球时，入射小球m1的落点分别是M、P． B．未放被碰小球和放了被碰小球时，入射小球m1的落点分别是P、M．

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C．未放被碰小球和放了被碰小球时，入肘小球m1的落点分别是N、M． D．在误差允许的范田内若测得|ON|=2|MP|，则表明碰撞过程中由m1、m2两球组成的系统动量守恒．

35．利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验．实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大应选图中的 （填“甲”或“乙”）、若要求碰撞动能损失最小则应选图中的 ．（填“甲”或“乙”）（甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有

撞

针

和

橡

皮

泥

）

（2）某次实验时碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示．已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在0～80cm 的范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x=10cm处．若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的 时刻，A、B两滑块质量比mA：mB= ．

36．（1）图甲是双缝干涉实验装置图，光源发出的光经过一系列实验器材后在右边的遮光筒内空间发生干涉，遮光筒的一端装有毛玻璃屏，我们将在这个屏上观察干涉条纹．图中A、B、C分别是滤光片、单缝和 ． （2）乙图装置可以用来验证动量守恒定律．具体操作步骤如下：

①将打点计时器同定在长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面，此步骤操作时 （填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力．

②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，碰撞时撞针插入橡皮泥把两

小车粘合成一体，需要按此步骤操作的理由是 ．

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③根据打点计时器的纸带计算出两小车碰撞前和完成碰撞后的速度分别为v1、v2，请写出需要验证动量守恒的表达式 （已知A车的质量为mA，车的质量为mB）．

37．某同学用如图所示的装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒．该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，图中PQ是斜槽，QR为水平槽．具体做法是：先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复该操作10次，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，E、F、J是实验中小球落点的平均位置．

（1）为使两球碰撞是一维碰撞，所选两球的直径关系为：A球直径 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B球直径． （2）以下选项中，必须进行测量的是 A．水平槽上未放B球时，A球落点位置到O点的距离

B．A球与B球碰撞后，A、B球落点位置分别到O点的距离C．A球和B球在空中飞行的时间t D．测量G点相对于水平槽面的高度h

、

（3）已知两小球质量mA和mB，该同学通过实验数据证实A、B两球在碰撞过程中动量守恒．请写出该同学判断动量守恒的表达式 （请用题中符号表示）．

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