南方新高考2018版高考物理大一轮复习 实验十 二验证动量守恒定律课时作业

实验十二验证动量守恒定律
一、单项选择题
1．在做验证碰撞中的动量守恒的实验时，选用入射小球和被碰小球的要求是( ) A．入射小球的质量大于被碰小球的质量，两球的直径相同
B．入射小球的质量小于被碰小球的质量，两球的直径相同
C．两球的质量相同，入射小球的直径大于被碰小球的直径
D．两球的质量和直径均相同
2．在做“验证动量守恒定律”的实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，小球的半径为r，各小球的落地点如图KS12­1所示，下列关于这个实验的说法正确的是( )
图KS12­1
A．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球
B．让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射球从斜槽上不同的位置滚下
C．要验证的表达式是m1·OP＝m1·OM＋m2·ON
D．要验证的表达式是m1·(OP－2r)＝m1·(OM－2r)＋m2·ON
3．在做“碰撞中的动量守恒”的实验中，入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，这是为了使( )
A．小球每次都能水平飞出槽口
B．小球每次都以相同的速度飞出槽口
C．小球在空中飞行的时间不变
D．小球每次都能对心碰撞
4．在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，下列说法不符合本实验要求的是( ) A．入射球比被碰球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同
B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C．安装轨道时，轨道末端必须水平
D．需要使用的测量仪器有天平和刻度尺
5．在“验证动量守恒定律”实验中，设入射球、被碰球的质量分别为m1、m2，半径分别为r1、r2，为了减小实验误差，下列说法正确的是( )
A．m1＝m2，r1＞r2
B．m1＞m2，r1<r2
C．降低斜槽的高度
D．入射小球释放点要适当高一些
6．在“验证动量守恒定律”实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过间接的测量解决这个问题，下列关于所测量物理量的说法中正确的是( ) A．小球开始释放高度
B．小球抛出点距地面的高度
C．小球做平抛运动的射程
D．同时测量小球抛出点距地面的高度和小球的水平射程
二、多项选择题
7．如图KS12­2在利用悬线悬挂等大小球进行验证动量守恒定律的实验中，下列说法正
确的是( )
图KS12­2
A．悬挂两球的线长度要适当，且等长
B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度
C．两小球必须都是刚性球，且质量相同
D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动
8．如图KS12­3，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．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位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是( )
图KS12­3
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
E．测量平抛射程OM、ON
三、非选择题
9．气垫导轨(如图KS12­4甲所示)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以相同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度x1、x2和x3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后两滑块的总动量大小为________．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．
甲乙
图KS12­4
10．如图KS12­5是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边缘有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2
右端接触且两球等高．将球1拉到A 点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B 点，球2落到水平地面上的C 点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A 点离水平桌面的距离为a 、B 点离水平桌面的距离为b 、C 点与桌子边沿间的水平距离为c .此外：
图KS12­5
(1)还需要测量的量是________、________和________．
(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为____________________．(忽略小球的大小)
实验十二 验证动量守恒定律
1．A 解析：入射小球的质量应大于被碰小球的质量，且r 1＝r 2＝r .
2．C 3．B 4．A 5．D 6．C
7．ABD 解析：两线等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以A 正确；由于计算碰
撞前速度时用到了mgh ＝12
mv 2－0，即初速度为0，B 正确；本实验中对小球的弹性性能无要求，C 错误；两球正碰后，有各种运动情况，所以D 正确．
8．ADE
9．0.2abx 1 0.2abx 3 0.2ab (x 1－x 3) 0.4abx 2
解析：打点周期T ＝1b ，打x 1、x 2、x 3均用时5b .碰前其中一滑块的动量p 1＝mv 1＝m x 1t ＝a bx 15
＝0.2abx 1，
碰前另一滑块的动量p 2＝mv 2＝m x 3t ＝a
bx 35
＝0.2abx 3， 故碰前总动量p ＝p 1－p 2＝0.2ab (x 1－x 3)，
同理碰后总动量p ′＝2m x 2t
＝0.4abx 2. 10．(1)弹性球1、2的质量m 1、m 2 立柱高h 桌面离水平地面的高度H
(2)2m 1a －h ＝2m 1b －h ＋m 2c H ＋h 解析：(1)要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1碰撞前后的高度a 和b ，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球1的质量m 1，就能求出弹性球1的动量变化；根据平抛运动的规律只要测出立柱高h 和桌面离水平地面的高度H 就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球2的质量m 2和立柱高h 、桌面离水平地面的高度H 就能求出弹性球2的动量变化．
(2)根据(1)的解析可以写出动量守恒的方程
2m 1a －h ＝2m 1b －h ＋m 2
c H ＋h .。