1、实验(七)实验7验证动量守恒定律1在“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置的示意图如图S71所示实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是()图S71A释放点越低，小球所受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，对两球速度的测量越准确C释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，被碰小球所受的阻力越小2(1)如图S72所示为气垫导轨，导轨上的两滑块质量相等，两滑块上的挡光片宽度相同现将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验实验中用滑
2、块甲撞击静止在导轨上的滑块乙，碰撞前滑块乙处于静止状态第一次在两滑块碰撞端安上弹簧片，第二次在两滑块碰撞端粘上橡皮泥两次实验时滑块甲上的挡光片通过光电门的时间相等，碰后滑块乙上的挡光片第一次和第二次通过光电门的时间分别为t1、t2.通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断t1、t2的关系应为t1_t2(选填“”“”或“”)图S72(2)若大小相等的入射小球和被碰小球的质量均已知，利用如图S73所示的装置和器材做“验证动量守恒定律”的实验，还需要的器材是_图S733某同学把两块质量不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的轻质弹簧如图S74所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线
3、，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证木块间相互作用时动量守恒图S74 (1)该同学还必须有的器材是_(2)需要直接测量的数据是_(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是_4. 如图S75甲所示，在水平光滑轨道上有甲、乙两辆实验小车，甲车系着一条穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量的同时，立即启动打点计时器甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动图S75纸带记录的碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况如图乙所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车运动速度大小为_ m/s，甲、乙两车的质量比m甲m乙_5图S76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
4、为10 Hz.开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接烧断绳子后，两个滑块向相反的方向运动已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，A、B离开弹簧后，A滑块做_运动，其速度大小为_m/s，本实验中得出的结论是_.图S766气垫导轨是一种常用的实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦在实验室中我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨及质量均为M的滑块A和B进行实验，如图S77所示实验步骤如下：图S77A在滑块A上固定一质量为m的砝码，在滑块A和B之间放入一个处于压缩状态的弹簧，用电动卡
5、销置于气垫导轨上；B按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当滑块A、B分别碰撞C、D挡板时计时结束，计时装置自动记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1、t2；C重复几次步骤A、B.问：(1)在调整气垫导轨时应注意_(2)还应测量的数据有_.(3)滑块A、B被弹开过程中遵守的关系式是_.7用如图S78所示的装置来验证动量守恒定律质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB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.使细线在A球释放前伸直且线与竖直线的夹角为，A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推到与竖直线的夹
6、角为处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D.保持角不变，多次重复上述实验，白纸上记录了B球的多个落点图S78(1)图中s应是B球初始位置到_的水平距离(2)为了验证两球碰撞过程中动量守恒，应测量的物理量有s和_(用字母表示)(3)用测得的物理量表示碰撞前后A、B两球的动量：pA_，pA_；pB0，pB_(当地的重力加速度为g)8为了探究碰撞中的守恒量和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：图S79用天平测出两个小球1和2的质量分别为m1和m2，且m1m2.按照图S79安装好实验装置将斜槽AB
7、固定在桌边，使槽的末端点的切线水平将一斜面BC连接在斜槽末端先不放小球2，让小球1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置将小球2放在斜槽前端边缘处，让小球1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球1和2在斜面上的落点位置用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球1与2发生碰撞后，1的落点是图中的_点，2的落点是图中的_点(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式_，则说明碰撞中动量是守恒的(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式
8、_，则说明两个小球的碰撞是弹性碰撞9一个物理学习小组利用如图S710所示的装置和频闪相机来探究碰撞中的不变量，其实验步骤如下：图S710步骤1：用天平测出A、B两个小球的质量mA、mB(mAmB)；步骤2：安装好实验装置，使斜槽末端保持水平，调整好频闪相机的位置并固定；步骤3：让入射小球从斜槽上某一位置P由静止释放，小球离开斜槽后，用频闪相机记录下小球在相邻两次闪光时的位置，照片如图S711甲所示；步骤4：将被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从位置P由静止开始释放，使它们碰撞两小球离开斜槽后，用频闪相机记录两小球在相邻两次闪光时的位置，照片如图乙所示图S711经过多次实验，他们猜想碰撞前后物体的
9、质量和速度的乘积之和不变(1)实验中放在斜槽末端的小球是_ (选填“A”或“B”)(2)若要验证他们的猜想，需要在照片中直接测量的物理量有_(选填“x0”“y0”“x1”“y1”“x2”或“y2”)，写出该实验小组猜想结果的表达式_(用测量量表示)(3)他们在课外书中看到“两物体碰撞中有弹性碰撞和非弹性碰撞之分，碰撞中的恢复系数定义为e，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞恢复系数e1，非弹性碰撞恢复系数e1.”于是他们根据照片中的信息求出本次实验中恢复系数的值e_ 1C解析 入射小球释放点越高，入射球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力的影响
10、相对减小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验误差减小，选项C正确2(1)(2)刻度尺解析 (1)设滑块甲、乙的质量分别为m1、m2，挡光片的宽度为l，碰撞前挡光片通过光电门的时间为t，第一次是弹性碰撞，则m1v0m2v1，即m1m2；第二次是完全非弹性碰撞，则m1v0(m1m2)v2，即m1，故t1t2.(2)用大小相等的入射小球和被碰小球发生碰撞来验证动量守恒定律，难点是速度的测定，本装置可以应用平抛运动来解决速度的测定，需要测量平抛运动的水平位移，即需要刻度尺3(1)刻度尺、天平(2)两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离
11、x1、x2(3)m1x1m2x2解析 两木块被弹出的过程中，系统动量守恒，由m1v1m2v2可知，只要测出两木块的质量及弹出时对应的速度，就可以验证木块间相互作用时动量守恒由于两木块离开桌面后都做平抛运动，且高度相同，可以用平抛运动的水平距离x1、x2代替v1、v2.4. 0.621解析 由纸带及刻度尺可得碰前甲车的速度为v1 m/s0.6 m/s碰后两车的共同速度v2 m/s0.4 m/s由动量守恒定律有m甲v1(m甲m乙)v2由此得甲、乙两车的质量比.5. 匀速直线0.09两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒解析 由题图可知，A、B离开弹簧后，均做匀速直线运动，开始时vA0，vB0，A
12、、B被弹开后，vA0.09 m/s，vB0.06 m/s，mAvA0.20.09 kg m/s0.018 kg m/smBvB0.30.06 kg m/s0.018 kg m/s由此可得：mAvAmBvB即0mBvBmAvA结论是：两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒6(1)调整导轨水平(2)滑块A左端至C板的距离L1，滑块B右端到D板的距离L2(3)解析 放开卡销后两滑块均做匀速运动，取滑块A的运动方向为正方向，则滑块A、B的速度分别为vA，vB根据动量守恒有0(Mm)vAMvB所以.7(1)落点(2)mAmB、H、L(3)mA mA mBs 解析 (1)从图中可以看出，s应是B球初始位
13、置到落点的水平距离(2)还应测的物理量是A球的质量mA、B球的质量mB、A球开始的摆角和向左摆动的最大摆角、B球下落的高度H、O点到A球球心的距离L.(3)根据机械能守恒定律可得mAgL(1cos )mAv，A球碰前的动量为pAmAvA，联立解得pAmA；根据机械能守恒定律可得mAgL(1cos )mAvA2，A球碰后的动量为pAmAvA，联立解得pAmA；B球做平抛运动，由平抛运动的规律可得Hgt2，svBt，B球碰后的动量为pBmBvB，联立解得pBmBs .8(1)DF(2)m1m1m2(3)m1LEm1LDm2LF解析 (1)不放小球2，小球1从斜槽顶端A处由静止开始滚下后，小球落在斜
14、面上的E点将小球2放在斜槽前端边缘处，小球1从斜槽顶端A处由静止开始滚下后与2发生碰撞，1落在斜面上的D点，2落在斜面上的F点(2)设斜面的倾角为，小球做平抛运动，由Lsin gt2、Lcos vt，解得抛出速度v.验证动量是否守恒的表达式为m1v0m1v1m2v2，即m1m1m2 .(3)验证是弹性碰撞的表达式为m1vm1vm2v，即m1LEm1LDm2LF .9(1)B(2) x0、x1、x2mAx0mAx1mBx2(3)0.875 解析 (1)为保证两小球碰后速度同向，即入射小球不能反弹，必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量，所以A小球作为入射小球(2)小球脱离轨道后做平抛运动，设频闪的时间间隔为T，则碰撞前后的速度分别为平抛运动的初速度，v0、v1、v2，又由动量守恒定律，有mAv0mAv1mBv2，即有mAx0mAx1mBx2，需要在照片中直接测量的物理量有x0、x1、x2.(3)恢复系数的值e0.875.
