人教版高中物理选修3-5第十六章 动量守恒定律

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第十六章动量守恒定律

第一节实验：探究碰撞中的不变量

知识点实验探究的思路

1．在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的不变量实验中，下列说法正确的是( )

A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长

B．由静止释放小球以便较准确计算小球碰前速度

C．两小球必须都是钢性球，且质量相同

D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动

2．在“验证动量守恒定律”的实验中，必须测量的量有( )

A．小球的质量m1和m2B．小球的半径r

C．桌面到地面的高度H D．小球m1的起始高度h

E．小球从抛出到落地的时间t F．小球m1和m2碰撞后飞出的水平距离

G．小球m1未碰撞前飞出的水平距离

3．在做“碰撞中的动量守恒”实验时，必须做到( )

A．斜槽轨道必须是笔直的

B．把小球放到斜槽末端的槽口时，小球必须能够静止

C．碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道的末端的切线平行

D．以上都不需要做到

4．如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做“探究碰撞中的不变量”的实验，实验步骤如下：

(1)把两滑块A：B紧贴在一起，在A上放质量为州的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A、B，在A、B

的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平压缩状态。

(2)按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，A、B与挡板C、D碰撞的

阿时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间t1和B至D的运动时间t2。

(3)重复几次取t1、t2的平均值．

①在调整气垫导轨时应注意；②应测量的数据还有；

③只要关系式成立，即可得出碰撞中守恒的量是动量的矢量和。

5．如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运

动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz．开始两个滑

块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块用

绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动．已

知滑块A、B的质量分别为200g、300g。根据照片记

录的信息，释放弹簧，A、B离开弹簧后，A滑块做运动，其速度大小为。

本实验得出“在实验误差范围内，碰撞中mv的矢量和是守恒的量”这一结论的依据是

。

6．某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A 、B 两球的碰撞来验证

mv 的矢量和在碰撞中是守恒的。图中PQ 是斜槽，QR 为水平槽．实验时先使A 球从斜槽上某一固定位置G 由静止开始滚下，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 由静止开始滚下，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．重复这种操作10次。图甲中O 点是水平槽末端R 在记录纸上的垂直投影点，B 球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G 、R 、O 所在的平面，米尺的零点与O 点对齐。 (1)碰撞后B 球的水平射程应取为 cm 。

(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量? 答： (填选项号)．

A ．水平槽上未放

B 球时，测量A 球落点位置到O 点的距离 B ．A 球与B 球碰撞后，测量A 、B 球落点位置到O 点的距离

C ．测量A 球和B 球的质量(或两球质量之比)

D ．测量G 点相对水平槽面的高度 实验数据处理技巧

7．某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中的不

变量”的实验：在小车A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．他设计

的具体装置如图所示，在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50 Hz ，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。

（1）若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间距

（标在图上），则应选 段来计算A 的碰撞前速度；应选 来计算A 和B 碰后的共同速度（填“AB ”、“BC ”、“CD ”或“DE ”）。

（2）已测得小车A 的质量m A =0.40 kg ，小车B 的质量m B =0.20 kg 。由以上测量结果可得：

碰前：m A v 0= k g ·m ／s ；碰后：(m A +m B )v 共= k g ·m ／s 。 由此得出结论 。

探究题：探究碰撞中的不变量 8．用如图所示装置做“探究碰撞中的不变量”实验，质量为m

A 的钢球A 用细线悬挂于O 点，质量为m

B 的钢球B 放在离地面高度为H 的小支柱N 上，O 点到A 球球心的距离为L ，使悬线在A 球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为α，A 球释放后摆动到最低点时恰与B 球正碰，碰撞后，A 球把轻质指示针O

C 推到与竖直线夹角卢处，B 球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸

D ，保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B 球的落点。 (1)图中s 应是B 球初始位置到 的水平距离。

(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得 等物理量。

(3)用测得的物理量表示，A A m v = ；A A m v '= ；B B m v '= 。

探究题：实验方法探究

9．某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，如图所示．将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒。

(1)该同学还必须有的实验器材是；

(2)需直接测量的数据是；

(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是。

第二节动量守恒定律(一)

知识点一：动量

1．关于物体的动量，下列说法中正确的是( )

A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向

B．物体的加速度不变，其动量一定不变

C．动量越大的物体，其速率一定越大

D．物体的动量越大，其惯性也越大

2．如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的1/4圆周轨道，圆心O在S的正上方。在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。以下说法正确的是( ) A．a比b先到达S，它们在S点的动量不相同

B．a与b同时到达S，它们在S点的动量不相同

C．a比b先到达S，它们在S点的动量相同

D．b比a先到达S，它们在S点的动量相同

知识点二：动量变化量的计算

3．羽毛球是速度最快的球类运动之一，付海峰扣杀羽毛球的速度可达到342 km／h，假设球飞来的速度为

90 km／h，付海峰将会以342 km／h的速度反向击回。设羽毛球质量为5g，试求：

(1)付海峰击球过程中羽毛球的动量变化量。

(2)在付海峰的这次扣杀中，羽毛球的速度变化，动能变化各是多少?

4．如图所示，以大小为v的速度做匀速圆周运动的质点，质量为m，经过一段时间从A点运动到B点，则质点的动量变化p

的大小和方向如何?

知识点三:动量守恒的条件

5．如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系

统在子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中( )

A．动量守恒，机械能守恒B．动量不守恒，机械能不守恒