1、课时作业(五十七)实验、探究：验证动量守恒定律1气垫导轨(如图甲所示)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动如图乙所示为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中
2、各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_重复上述实验，多做几次，若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证甲乙第1题图2用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验：第2题图(1)先测出可视为质点的两滑块A、B的质量分别为m、M及滑块与桌面间的动摩擦因数.(2)用细线将滑块A、B连接，使A、B间的轻弹簧处于压缩状态，滑块B恰好紧靠桌边(3)剪断细线，测出滑块B做平抛运动的水平位移x1，滑块A沿水平桌面滑行距离为x2(未滑出桌面)为验证动量守恒定律，写出还需测量的物理量及表示它们
3、的字母_；如果动量守恒，需要满足的关系式为_ 3.在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：第3题图(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则() Am1m2，r1r2 Bm1m2，r1r2 Cm1m2，r1r2 Dm1m2，r1r2(2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是_ A直尺 B游标卡尺 C天平 D弹簧测力计 E秒表(3)设入射小球的质量为m1被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为_(用装置图中的字母表示)4某同学用图甲所示的装
4、置通过半径相同的A、B两球(mAmB)的碰撞来验证动量守恒定律图中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点对齐甲乙第4题图(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？
5、答：_(填选项字母) A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离 BA球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离 C测量A球或B球的直径 D测量A球和B球的质量(或两球质量之比) E测量O点相对于水平槽面的高度(3)实验中，对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() A释放点越低，小球受阻力越小，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，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，轨道对被碰小球的阻力越小5如图，用“
6、碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系第5题图甲(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的但是，可以通过仅测量_ (填选项前的符号)，间接地解决这个问题 A小球开始释放高度h B小球抛出点距地面的高度H C小球做平抛运动的射程(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重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、
7、m2 B测量小球m1开始释放高度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_用(2)中测量的量表示；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_用(2)中测量的量表示(4)经测定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1p1_11.若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1p211_.实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为为_第5题图乙(5)有同学认为，上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球
8、做平抛运动的射程增大请你用(4)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为_cm.6某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为12.当两摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触向右上方拉动B球使其摆 线伸直并与竖直方向成45角，然后将其由静止释放结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角成30.若本实验允许的最大误差为4%，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？第6题图课时作业(五十七)实验、探究：验证动量守恒定律1.0.2abs30.2abs1(第1、2空答案可互换)0.2ab(s1s3)0.4abs2【解析】 由
9、题图结合实际情况可以看出：s1和s3是两滑块相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带所以碰撞前两滑块的速度分别为v10.2s1b，v20.2s3b，碰撞后两滑块的共同速度v0.2s2b，所以碰撞前两滑块的动量分别为p1mv10.2abs1，p2mv20.2abs3，总动量pp1p20.2ab(s1s3)；碰撞后总动量p2mv0.4abs2.2.桌面离地高度hMx1m【解析】 弹开后B做平抛运动，为求其弹开后的速度即平抛运动的初速度，必须测量下落高度h.hgt2，x1v1tv1x1.弹开后B做匀减速运动，由动能定理mgx2mv，v2由动量守恒定Mv1mv20即Mx1m.3.(1)C(2)AC(3
10、)m1OPm1OMm2ON【解析】 (1)为防止反弹造成入射球返回斜槽，要求入射球质量大于被碰球质量，即m1m2，为使入射球与被碰球发生对心碰撞，要求两小球半径相同故选项C正确(2)设a球与b球相碰前的速度为v1，a、b相碰后的速度分别为v1，v2.由于两球都从同一高度做平抛运动，当以运动时间为一个计时单位时，可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度因此，验证的动量守恒关系m1v1m1v1m2v2可表示为m1x1m1x1m2x2.所以需要直尺、天平，而无需弹簧测力计、秒表由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的，两球的半径不必测量，故无需游标卡尺(3)得出验证动量守恒定律的结论应为m
11、1OPm1OMm2ON.4.(1)54.7(54.554.9均可)(2)A、B、D(3)C【解析】 (1)用一尽可能小的圆把小球落点圈在里面，由此可见圆心的位置是54.7 cm，这就是小球落点的平均位置(2)本实验中要测量的数据有：两个小球的质量m1、m2，三个落点的距离x1、x2、x3，所以应选A、B、D.(3)入射小球的释放点越高，入射小球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力的影响相对减小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减少测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，选项C正确5.(1)C(2)ADE或DAE或DEA(3)m1OMm2ONm1OPm1OM2m2ON2m1OP2(4
12、)142.911.01均可(5)76.80【解析】 (1)在落地高度不变的情况下，水平位移就能反映平抛初速度的大小，所以，仅测量小球做平抛运动的射程就能间接地测量速度因此选C.(2)找出平均落地点的位置，测量平抛的水平位移，因此必须有的步骤是D、E，且先D后E，至于用天平测质量先后均可所以答案是ADE或DAE或DEA.(3)设落地时间为t，则v1，v1，v2，动量守恒的表达式是m1v1m1v1m2v2，动能守恒的表达式是m1vm1vm2v，所以若两球相碰关后的动量守恒，则m1OMm2ONm1OP成立，若碰撞是弹性碰撞，动能守恒，则m1OM2m2ON2m1OP2成立(4)碰撞前、后m1动量之比，
13、1.01.(5)发生弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最大，根据动量守恒和动能守恒，m1v1m1v1m2v2，m1vm1vm2v，联立解得v2v1，因此，最大射程为44.80 cm76.80 cm.6.见解析【解析】 设摆球A、B的质量分别为mA、mB，摆长为l，B球的初始高度为h1，碰撞前B球的速度为vB，在不考虑摆线质量的情况下，根据题意及机械能守恒定律得：h1l(1cos 45)mBvmBgh1设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2.有p1mBvB联立式得p1mB同理可得p2(mAmB)联立式得代入已知条件得1.03由此可以推出1.4%4%.所以，此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律
