高中物理一輪總復(fù)習(xí)練習(xí)：第六章動(dòng)量守恒定律 課時(shí)作業(yè)31 Word版含解析

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1、 課時(shí)作業(yè)(三十一)　驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 [基礎(chǔ)訓(xùn)練] 1．(2018·江西南昌月考)利用氣墊導(dǎo)軌做實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律：如圖甲所示，開始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕彈簧，兩滑塊用繩子連接；繩子燒斷后，兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)，得到如圖乙所示的兩個(gè)滑塊A、B相互作用后運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片，頻閃的頻率為10 Hz.已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200 g、300 g，根據(jù)照片記錄的信息，A、B離開彈簧后，滑塊A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度大小為________ m/s，本次實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論是____________ _____________________________________

2、___________________. 甲 乙 答案：0.09　兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動(dòng)量守恒 解析：由題圖乙可知，繩子燒斷后，A、B均做勻速直線運(yùn)動(dòng)．開始時(shí)有vA＝0，vB＝0，A、B被彈開后有v′A＝0.09 m/s，v′B＝0.06 m/s，mAv′A＝0.018 kg·m/s，mBv′B＝0.018 kg·m/s，由此可得mAv′A＝mBv′B，即0＝mBv′B－mAv′A，結(jié)論是：兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動(dòng)量守恒． 2．(2018·江蘇五校聯(lián)考)某同學(xué)用如圖所示的裝置“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”，其操作步驟如下： A．將操作臺(tái)調(diào)為水平； B．用天

3、平測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB； C．用細(xì)線將滑塊A、B連接，滑塊A、B緊靠在操作臺(tái)邊緣，使A、B間的彈簧處于壓縮狀態(tài)； D．剪斷細(xì)線，滑塊A、B均做平拋運(yùn)動(dòng)，記錄A、B滑塊的落地點(diǎn)M、N； E．用刻度尺測(cè)出M、N距操作臺(tái)邊緣的水平距離x1、x2； F．用刻度尺測(cè)出操作臺(tái)臺(tái)面距地面的高度h. (1)上述步驟中，多余的步驟是________． (2)如果動(dòng)量守恒，須滿足的關(guān)系是____________(用測(cè)量量表示)． 答案：(1)F　(2)mAx1＝mBx2 解析：取滑塊A的初速度方向?yàn)檎较?，兩滑塊的質(zhì)量和平拋初速度大小分別為mA、mB、v1、v2，平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移大

4、小分別為x1、x2，平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t.需要驗(yàn)證的方程為0＝mAv1－mBv2，又v1＝，v2＝，代入得到mAx1＝mBx2，故不需要用刻度尺測(cè)出操作臺(tái)臺(tái)面距地面的高度h.所以多余的步驟是F. 3．某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次． (1)本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有________． A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H B．小球a

5、、b的質(zhì)量ma、mb C．小球a、b的半徑r D．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t E．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC F．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，ma________(填“大于”“小于”或“等于”)mb. (3)放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時(shí)落地？如果不是同時(shí)落地，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有影響？(不必做分析) ____________________________________________________. (4)為測(cè)定未放小球b時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊

6、，如圖給出了小球a落點(diǎn)附近的情況，由圖可得OB距離應(yīng)為________cm. (5)按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是___________ __________________________________________________________. 答案：(1)BE　(2)大于　(3)b球先落地，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響　(4)45.97(45.95～45.99均正確)　(5)maOB＝maOA＋mbOC 解析：(1)必須測(cè)量的物理量有兩小球的質(zhì)量ma、mb，各落點(diǎn)A、B、C到O點(diǎn)的距離OA、OB、OC，B、E正確． (2)為使a球碰b球后不反彈，必須有ma>mb.

7、 (3)b球被碰飛出后，a球還要在水平段運(yùn)動(dòng)一小段，因此，b球先落地，但不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果． (4)畫盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心位置大約在45.97 cm. (5)若動(dòng)量守恒，應(yīng)有mava＝mav′a＋mbv′b， va是小球a單獨(dú)下落離開軌道時(shí)的速度，v′a、v′b是兩球碰后離開軌道時(shí)的速度，又v＝，則有ma·＝ma·＋mb·，即maOB＝maOA＋mbOC. 4．氣墊導(dǎo)軌(如圖甲所示)工作時(shí)，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力．為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個(gè)質(zhì)量均

8、為a的滑塊，每個(gè)滑塊的一端分別與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．圖乙所示為某次實(shí)驗(yàn)打出的點(diǎn)跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間距的6個(gè)連續(xù)點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長(zhǎng)度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國(guó)際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動(dòng)量大小分別為________、________，兩滑塊的總動(dòng)量大小為________；碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為________．重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多做幾次．若碰撞前、后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則

9、動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證． 答案：0.2abs1　0.2abs3　0.2ab(s1－s3)　0.4abs2 解析：打點(diǎn)周期T＝，打s1、s2、s3均用時(shí). 碰前其中一滑塊的動(dòng)量p1＝mv1＝m＝a＝0.2abs1. 碰前另一滑塊的動(dòng)量p2＝mv2＝m＝a＝0.2abs3， 故碰前總動(dòng)量p＝p1－p2＝0.2ab(s1－s3)， 同理碰后總動(dòng)量p′＝2m＝0.4abs2. [能力提升] 5．為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(探究碰撞中的不變量)，某同學(xué)選取了兩個(gè)材質(zhì)相同、體積不等的立方體滑塊A和B，按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 步驟1：在A、B的相撞面分別裝上尼龍拉扣，以便二者相撞以后能夠立刻

10、結(jié)為整體； 步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲，鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽，右端是長(zhǎng)直水平槽，傾斜槽和水平槽由一小段弧連接，軌道槽被固定在水平桌面上，在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當(dāng)遠(yuǎn)處裝一臺(tái)數(shù)碼頻閃照相機(jī)； 步驟3：讓滑塊B靜置于水平槽的某處，滑塊A從斜槽某處由靜止釋放，同時(shí)開始頻閃拍攝，直到A、B停止運(yùn)動(dòng)，得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片； 步驟4：多次重復(fù)步驟3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出來，將刻度尺緊靠照片放置，如圖乙所示． (1)由圖乙分析可知，滑塊A與滑塊B碰撞位置________． A．在P5、P6之間　B．在P6處　C．在P6、P7之間 (2)為了探究碰撞中

11、動(dòng)量是否守恒，需要直接測(cè)量或讀取的物理量是________． ①A、B兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1和m2 ②滑塊A釋放時(shí)距桌面的高度 ③頻閃照相的周期 ④照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例 ⑤照片上測(cè)得的x45、x56和x67、x78 ⑥照片上測(cè)得的x34、x45、x56和x67、x78、x89 ⑦滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 寫出驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式____________________________． (3)請(qǐng)你寫出一條有利于提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理的建議：________________________________________________________. 答案：(1)B

12、　(2)①⑥　m1(x45＋2x56－x34)＝(m1＋m2)(2x67＋x78－x89)　(3)將軌道的一端墊起少許，平衡摩擦力，使得滑塊碰撞前后都做勻速運(yùn)動(dòng)(其他合理答案也可) 解析：(1)由題圖可得x12＝3.00 cm, x23＝2.80 cm，x34＝2.60 cm，x45＝2.40 cm，x56＝2.20 cm，x67＝1.60 cm，x78＝1.40 cm，x89＝1.20 cm.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知A、B相撞的位置在P6處． (2)為了探究A、B相撞前后動(dòng)量是否守恒，就要得到碰撞前后的動(dòng)量，所以要測(cè)量A、B兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1、m2和碰撞前后的速度．設(shè)照相機(jī)拍攝時(shí)間間隔為T，則P4處的速度為v4＝，P5處的速度為v5＝，因?yàn)関5＝，所以A、B碰撞前在P6處的速度為v6＝；同理可得碰撞后AB在P6處的速度為v′6＝.若動(dòng)量守恒則有m1v6＝(m1＋m2)v′6，整理得m1(x45＋2x56－x34)＝(m1＋m2)(2x67＋x78－x89)．因此需要測(cè)量或讀取的物理量是①⑥. (3)若碰撞前后都做勻速運(yùn)動(dòng)則可提高實(shí)驗(yàn)的精確度．