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

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(lái)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(guò)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_.甲乙答案：0.09兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過(guò)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vA0，vB0，A、B被彈開后有vA0.09 m/s，vB0.06 m/s，mAvA0.018 kg·m/s，mBvB0.018 kg·m/s，由此可得mAvAmBvB，即0mBvBmAvA，結(jié)論是：兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過(guò)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)mAx1mBx2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0mAv1mBv2，又v1，v2，代入得到mAx1mBx2，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HB小球a、b的質(zhì)量ma、mbC小球a、b的半徑rD小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間tE記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OCFa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(méi)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，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(wú)影響(4)45.97(45.9545.99均正確)(5)maOBmaOAmbOC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.(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mavamavambvb， va是小球a單獨(dú)下落離開軌道時(shí)的速度，va、vb是兩球碰后離開軌道時(shí)的速度，又v，則有ma·ma·mb·，即maOBmaOAmbOC.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)量均為a的滑塊，每個(gè)滑塊的一端分別與穿過(guò)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，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證答案：0.2abs10.2abs30.2ab(s1s3)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p1mv1ma0.2abs1.碰前另一滑塊的動(dòng)量p2mv2ma0.2abs3，故碰前總動(dòng)量pp1p20.2ab(s1s3)，同理碰后總動(dòng)量p2m0.4abs2.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(lái)，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)為了探究碰撞中動(dòng)量是否守恒，需要直接測(cè)量或讀取的物理量是_A、B兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1和m2滑塊A釋放時(shí)距桌面的高度頻閃照相的周期照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例照片上測(cè)得的x45、x56和x67、x78照片上測(cè)得的x34、x45、x56和x67、x78、x89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(2)m1(x452x56x34)(m1m2)(2x67x78x89)(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x123.00 cm, x232.80 cm，x342.60 cm，x452.40 cm，x562.20 cm，x671.60 cm，x781.40 cm，x891.20 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v6.若動(dòng)量守恒則有m1v6(m1m2)v6，整理得m1(x452x56x34)(m1m2)(2x67x78x89)因此需要測(cè)量或讀取的物理量是.(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