2020届高考物理一轮复习检测：第七章_动量_第4讲_实验验证动量守恒定律(含答案)

(4)为测定未放小球b时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,如图给出了小球a落点附近的情况,由图可得O、B间的距离应为 cm。

(5)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是 。

答案精解精析 基础巩固

1.D 实验中,小球要对心碰撞,小球m1撞过小球m2后一起向前运动,所以m1>m2,A错。实验中对倾斜轨道是否光滑无要求,B错。若m1x2=m1x1+m2x3成立,可验证动量守恒,C错。 2.D 两小球碰后均做平抛运动,下落高度h相同,

因为=h,所以t相同,A项错误;

落地时重力的功率PG=mgvy,vy相同,所以PG相同,所以B项错误; 由动量守恒有ma·OP=mb·ON+ma·OM, 6·OP=6·OM+ON①,所以C项错误; 两小球发生弹性碰撞,动能守恒

maOP=

2

2

2

mb·ON+

2

2

ma·OM,

2

6·OP=ON+6·OM②,联立①②式可得OP+OM=ON,D项正确。 3.答案 ①2.14 ②1∶2

解析 ①游标卡尺的读数为:21 mm+4×0.1 mm=21.4 mm=2.14 cm;②根据图中数据,可知碰撞结束时刻

两球的动量之比为:==×=×=。

4.答案 (1)⑥接通打点计时器的电源 放开滑块1 (2)0.620 0.618

(3)纸带与打点计时器限位孔间有摩擦

解析 (1)⑥实验时应先接通打点计时器的电源,再放开滑块1。

(2)作用前系统的总动量为滑块1的动量p0=m1v0

v0= m/s=2 m/s,p0=0.310×2 kg·m/s=0.620 kg·m/s

作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和,且此时两滑块具有相同的速度v,v=m/s=1.2 m/s,p=(m1+m2)v=(0.310+0.205)×1.2 kg·m/s=0.618 kg·m/s

(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔间有摩擦。

综合提能

1.B 两小钢球弹性碰撞,动量守恒,能量无损失。两球发生非对心弹性碰撞,m从同一高度做平抛运动,飞行时间相等,可以在方程①两边同乘以t,可得

2

=mv+mv①,二者均+

。因为vA、vA'、

=

vB'不共线,因此A项中方程不成立。A球碰与之质量相等的B球,两小球在球心连线方向交换速度,于是B球沿碰撞时两小球球心连线方向运动;A在球心连线方向获得B原来的速度(为零),所以沿两小球碰撞时公切线方向运动,所以两小球碰后速度方向垂直,OM与ON间夹角为90°,OM、ON与OP间的夹角大小不一定相等。

2.D 甲图中,球在空中做平抛运动的水平速度可分别表示为、和,因在空中飞行时间相等,故可用

OM、OP和ON的长度代表水平速度,而不需测量时间,所以A项错误;甲图中,单独释放A球时落点为P,A与B碰后A的落点为M,而B的落点为N,故验证动量守恒的方程为mA·OP=mA·OM+mB·ON,故C项错误;图

乙中由H=gt可得A单独飞行时的水平速度大小vA=

2

,A与B碰后A的水平速度大小vA'=,而B

的水平速度大小vB'=,验证动量守恒的方程可简化为mA·=mA·+mB·①,故B项错误;图

乙中,若碰撞过程的机械能守恒,则有mA·项正确。

=mA·+mB·②,联立①和②可得=+,故D

3.A 碰撞前,物体A做匀速直线运动,可以知道,物体A在第三次拍照时在90 cm处,第四次拍照时在100

cm处,第五次拍照时在80 cm处。碰撞前,A的速度大小为v0== m/s=4 m/s,方向向右。碰撞后,A

的速度大小为vA== m/s=2 m/s,方向向左,B的速度大小为vB== m/s=2 m/s,方向向右。取向

右为正方向,根据动量守恒定律得:mAv0=-mAvA+mBvB,代入数据得:mA×4 m/s=-mA×2 m/s+mB×2 m/s,得:mA∶mB=1∶3。

4.答案 (1)BE (2)大于 (3)b球先落地,对实验结果无影响 (4)45.95(45.93~45.98之间均正确) (5)ma·OB=ma·OA+mb·OC

解析 (1)必须测量的物理量有两小球的质量ma、mb,各落地点A、B、C到O点的距离OA、OB、OC,故B、E正确。

(2)为使a球碰b球后不反弹,且两球均能飞出,必须有ma>mb。

(3)b球被碰飞出后,a球还要在水平段运动一小段距离,因此,b球先落地,但不影响实验结果。 (4)a落点位置的范围大致在45.85 cm~46.05 cm,中心位置大约在45.95 cm处。 (5)若动量守恒,应有mava=mava'+mbvb'

va是小球a单独下落离开轨道时的速度,va'、vb'是两球碰后离开轨道时的速度,又v=,则有

ma·=ma·+mb·得ma·OB=ma·OA+mb·OC