1、规范演练28验证动量守恒定律1(2019武汉模拟)在“验证动量守恒定律”的实验中，已有的实验器材有：斜槽轨道、大小相等质量不同的小钢球两个、重垂线一条、白纸、复写纸、圆规实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图所示试根据实验要求完成下列填空：(1)实验前，轨道的调节应注意_(2)实验中重复多次让a球从斜槽上释放，应特别注意_.(3)实验中还缺少的测量器材有_(4)实验中需要测量的物理量是_.(5)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式_成立解析：(1)由于要保证两球发生弹性碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必须保证槽的末端的切线是水平的(2)由于实验要重复进行多次以确定同一个弹
2、性碰撞后两小球的落点的确切位置，所以每次碰撞前入射球a的速度必须相同，根据mghmv2可得v，所以每次必须让a球从同一高处静止释放滚下(3)要验证mav0mav1mbv2，由于碰撞前后入射球和被碰球从同一高度同时做平抛运动的时间相同，故可验证mav0tmav1tmbv2t，而v0tOP，v1tOM，v2tON，故只需验证maOPmaOMmbON，要测量a球的质量ma和b球的质量mb，故需要天平；要测量两球平抛时水平方向的位移即线段OP、OM和ON的长度，故需要刻度尺(4)由(3)的解析可知实验中需测量的物理量是a球的质量ma和b球的质量mb，线段OP、OM和ON的长度(5)由(3)的解析可知若
3、该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式maOPmaOMmbON.答案：(1)槽的末端的切线是水平的(2)让a球从同一高处静止释放滚下(3)天平、刻度尺(4)a球的质量ma和b球的质量mb，线段OP、OM和ON的长度(5)maOPmaOMmbON2某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图1所示(1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；滑块
4、1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出较理想的纸带如图2所示；测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g；试完善实验步骤的内容(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为_kgm/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为_kgm/s(保留三位有效数字)(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是_.解析：(1)先接通打点计时器电源，然后再放开滑块，让滑块带动纸带一起运动；(2)放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块
5、2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据，碰撞前滑块1的动量为p1m1v10.310 kgm/s0.620 kgm/s，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620 kgm/s碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为(m1m2)v2(0.3100.205) kgm/s0.618 kgm/s；(3)结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用答案：(1)接通电源放开滑块(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用3某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：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
6、B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动他设计的装置如图甲所示在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片以平衡摩擦力(1)获得的打点纸带如图乙所示，并测得各计数点的间距(已标在图上)A为运动的起点，则应选_段来计算A碰前的速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)(2)已测得小车A的质量mA0.4 kg，小车B的质量mB0.2 kg，则碰前两小车的总动量为_kgm/s.解析：(1)从分析纸带上打点情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况，应选用BC段计
7、算A的碰前速度从CD段打点情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE段小车运动稳定，故应选用DE段计算碰后A和B的共同速度(2)小车A在碰撞前的速度v0 m/s1.050 m/s，小车A在碰撞前的动量p0mAv00.41.050 kgm/s0.420 kgm/s.答案：(1)BCDE(2)0.4204(2019哈尔滨检测)某实验小组利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律实验的主要步骤如下：图1图2(1)用游标卡尺测量小球A、B的直径d，其示数均如图2所示，则直径d_mm，用天平测得球A、B的质量分别为m1、m2.(2)用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位
8、于同一水平线上(3)将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时由静止释放，与球B碰撞后，测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为1，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为2.(4)若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为_；若碰撞是弹性碰撞，则还应满足的表达式为_(用测量的物理量表示)解析：(1)直径d2.2 cm0.10 cm2.20 cm22.0 mm.(4)设悬线长度为L，则A球到达最低点时的速度v；碰后A球的速度v1；碰后B球的速度v2；若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为m1vm2v2m1v1，即m1m2m1，即m1m2m1，若碰撞是弹性碰撞，则碰撞前、后动能相等，还应
9、满足的表达式为m1v2m2vm1v，即m12gL(1cos )m22gL(1cos 2)m12gL(1cos 1)，整理得m1cos m1cos 1m2(1cos 2)答案：(1)22.0(4)m1m2m1m1cos m1cos 1m2(1cos 2)5(2019宁夏银川检测)利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切，先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放，测量出滑块在水平桌面滑行的距离x1，如图甲所示；然后将小滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，测量出整体沿桌面滑动的距离x2，如图
10、乙所示圆弧轨道的半径为R，A和B完全相同，重力加速度为g.(1)滑块A运动到圆弧轨道最低点时的速度v_(用R和g表示)；(2)滑块与桌面的动摩擦因数_(用R和x1表示)；(3)若x1和x2的比值是_，则验证了A和B的碰撞动量守恒解析：(1)A在圆弧面上运动时机械能守恒，则有mgRmv2，解得v.(2)对A下滑的全过程根据动能定理，有mgRmgx10，解得.(3)假设碰撞中动量守恒，则有mv2mv，对碰后的物体A、B，根据动能定理有mv22mgx2，即m2mgx2，解得8，因此只要满足8即可证明动量守恒答案：(1)(2)(3)86.(2019衡水质检)某同学把两个质量不同的小球用细线连接，中间夹
11、一个被压缩的轻弹簧，如图所示将此系统置于光滑水平桌面上，烧断细线，观察两小球的运动情况，进行必要的测量，验证两小球相互作用的过程中动量守恒(1)该同学还需具备的器材是_；(2)需要直接测量的数据是_；(3)用得到的数据验证动量守恒的关系式是_解析：(1)(2)这个实验的思路是通过测平抛运动的位移来代替它们作用后的速度所以需要有刻度尺和天平分别测平抛运动的水平位移和两小球的质量(3)两小球质量分别为m1、m2，离开桌面至落地的过程是平抛运动，其水平位移分别为x1、x2，烧断细线前后由m1、m2两小球组成的系统若动量守恒，则有m1v1m2v2，又因平抛运动的竖直位移为hgt2，故t，即两小球运动时间相等，所以m1m2，即m1x1m2x2.答案：(1)刻度尺、白纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平(2)两球的质量m1、m2，水平射程x1、x2(3)m1x1m2x2
