2021版高考物理(基础版)一轮复习学案：第六章 4 实验七 验证动量守恒定律 Word版含答案

复．

接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号) A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放的高度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

(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为__________________________________；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为__________________________________[均用(2)中测量的量表示]．

x1

解析：(1)小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v＝.而由H＝gt2知，每次

t2竖直高度相等，平抛时间相等．即m1m2·ON，故只需测射程，C正确．

(2)由表达式知，在OP已知时，需测量m1、m2、OM和ON，故必要步骤为A、D、E.

(3)若两球相碰前后的动量守恒，则 m1v0＝m1v1＋m2v2，

又OP＝v0t，OM＝v1t，ON＝v2t， 代入得m1·OP＝m1·OM＋m2·ON； 若为弹性碰撞同时满足机械能守恒，则 1?OP?21?OM?21?ON?2

m?＝m1??＋m2?? 21??t?2?t?2?t?得m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2. 答案：(1)C (2)ADE

(3)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2

4．某实验小组的同学制作了一个弹簧弹射装置，轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接)，压缩弹簧并锁定，然后将锁定的弹簧和两个小球组成的系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径)，金属管水平固定在离地面一定高度处，如图所示．解除弹

OPt＝m1

OMt＋m2

ONt

；则可得m1·OP＝m1·OM＋

簧锁定，则这两个金属小球可以同时沿同一直线向相反方向弹射．现要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，并探究弹射过程所遵循的规律，实验小组配有足够的基本测量工具，并按下述步骤进行实验：

①用天平测出两球质量分别为m1、m2； ②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；

③解除弹簧锁定弹出两球，记录下两球在水平地面上的落点M、N. 根据该小组同学的实验，回答下列问题：

(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需要测量的物理量有________． A．弹簧的压缩量Δx

B．两球落地点M、N到对应管口P、Q的水平距离x1、x2 C．小球直径

D．两球从弹出到落地的时间t1、t2 (2)

根

据

测

量

结

果

，

可

得弹

性

势

能

的表

达

式

为

________________________________________．

(3)

用

测

得

的

物

理

量

来

表

示

，

如

果

满足

关

系

式

________________________________________________________________________，

则说明弹射过程中系统动量守恒．

解析：(1)弹簧弹出两球过程中，系统机械能守恒，要测定压缩弹簧的弹性势能，可转换为测定两球被弹出时的动能，实验中显然可以利用平抛运动测定平抛初速度以计算初动能，因此在测出平抛运动下落高度的情况下，只需测定两球落地点M、N到对应管口P、Q的水平距离x1、x2，所以选B.

(2)平抛运动的时间t＝2hx12mgx2

，初速度v0＝，因此初动能Ek＝mv0＝，由机械能守gt24h

2m1gx1m2gx22

恒定律可知，压缩弹簧的弹性势能等于两球平抛运动的初动能之和，即Ep＝＋.

4h4h

(3)若弹射过程中系统动量守恒，则m1v01＝m2v02，代入时间得m1x1＝m2x2.

2mgx2

m1gx122

答案：(1)B (2)Ep＝＋ (3)m1x1＝m2x2

4h4h