2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5講 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證動量守恒定律模擬檢測（選修3-5）1(多選)(xx年全國卷)如圖1357，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m，擺長相同，并排懸掛，平衡時(shí)兩球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左邊拉開一小角度后釋放，若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷正確的是()圖1357A第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等B第一次碰撞后的瞬間，兩球的動量大小相等C第一次碰撞后，兩球的最大擺角不相同D發(fā)生第二次碰撞時(shí)，兩球在各自的平衡位置【答案】AD【解析】兩球在碰撞前后，水平方向不受外力，故水平兩球組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律有：mv0mv13mv2；又兩球碰撞是彈性的，故機(jī)械能守恒，即：mvmv(3m)v，解兩式得：v1，v2，可見第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等，選項(xiàng)A正確；因兩球質(zhì)量不相等，故兩球碰后的動量大小不相等，選項(xiàng)B錯誤；兩球碰后上擺過程，機(jī)械能守恒，故上升的最大高度相等，另擺長相等，故兩球碰后的最大擺角相同，選項(xiàng)C錯誤；由單擺的周期公式T2，可知，兩球擺動周期相同，故經(jīng)半個(gè)周期后，兩球在平衡位置處發(fā)生第二次碰撞，選項(xiàng)D正確2(xx年無錫模擬)在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動量守恒定律，一般采用如圖1358甲、乙兩種裝置：圖1358(1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則()Am1>m2，r1>r2B.m1>m2，r1<r2Cm1>m2，r1r2D.m1<m2，r1r2(2)若采用乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測量工具中必須有的是()A直尺B.游標(biāo)卡尺C天平D.彈簧測力計(jì)E秒表(3)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用甲裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)(P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置)，所得“驗(yàn)證動量守恒定律”的結(jié)論為_(用裝置圖中的字母表示)(4)在實(shí)驗(yàn)裝置乙中，若斜槽軌道是光滑的，則可以利用一個(gè)小球驗(yàn)證小球在斜槽上下滑過程中的機(jī)械能守恒這時(shí)需要測的物理量有：小球釋放初位置到斜槽末端的高度差h1，小球從斜槽末端做平拋運(yùn)動的水平位移s、豎直高度h2，則所需驗(yàn)證的關(guān)系式為_【答案】(1)C(2)AC(3)m1·OPm1·OMm2·ON(4)s24h1h2【解析】(1)在小球碰撞過程中水平方向動量守恒，故有m1v0m1v1m2v2，在碰撞過程中動能守恒，故有m1vm1vm2v，解得v1v0，要碰后入射小球的速度v1>0，即m1m2>0，m1>m2.為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑相同，r1r2.故選C.(2)P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置，M為碰后入射小球的位置，N為碰后被碰小球的位置，運(yùn)動時(shí)間都是t.碰撞前入射小球的速度v1，碰撞后入射小球的速度v2，碰撞后被碰小球的速度v3.若m1v1m2v3m1v2則表明通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過程中動量守恒，帶入數(shù)據(jù)得m1·OPm1·OMm2·ON，故需要測量的工具有刻度尺和天平(4)根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律h2gt2，解得t.平拋運(yùn)動的初速度v0s.則動能的增加量為Ekmv.重力勢能的減小量Epmgh1，則驗(yàn)證mgh1，即s24h1h2.