2019年高考?xì)v史總復(fù)習(xí) 4驗證動量守恒定律檢測試題 新人教版選修3-51(單選)如圖所示，在光滑水平面上，用等大反向的F1、F2分別同時作用于A、B兩個靜止的物體上，已知mA<mB，經(jīng)過相同的時間后同時撤去兩力，以后兩物體相碰并粘為一體，則粘合體最終將()A靜止B向右運動C向左運動 D無法確定解析選取A、B兩個物體組成的系統(tǒng)為研究對象，整個運動過程中，系統(tǒng)所受的外力的矢量和為零，系統(tǒng)動量守恒，初始時刻系統(tǒng)靜止，總動量為零，最后粘合體的動量也為零，即粘合體靜止，選項A正確答案A2(多選)(xx大綱全國)如圖所示，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，平衡時兩球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左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()A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，兩球在各自的平衡位置解析由于兩球發(fā)生彈性碰撞，故系統(tǒng)動量、機(jī)械能均守恒，則mv3mvbmva，mv23mvmv，由兩式聯(lián)立解得vav，vbv，故A項正確；由前面求得速度，可知第一次碰后pamv，pbmv，故B項錯誤；由于第一次碰后，|va|vb|，根據(jù)機(jī)械能守恒，可知兩球可到達(dá)相同高度即擺角相同，C項錯誤；因兩球擺長相同，根據(jù)T2知，兩球同時到達(dá)各自平衡位置發(fā)生第二次碰撞，D項正確答案AD3.(單選)在“驗證動量守恒定律”的實驗中，實驗裝置的示意如圖所示實驗中，入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的說法中正確的是()A釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準(zhǔn)確C釋放點越高，兩球相碰時，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后總動量之差越小，誤差越小D釋放點越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，軌道對被碰小球的阻力越小解析入射小球釋放點越高，入射球碰前速度越大，相碰時內(nèi)力越大，阻力的影響相對減小，可以較好地滿足動量守恒的條件，也有利于減小測量水平位移時的相對誤差，從而使實驗誤差減小，選項C正確答案C4(多選)在利用懸線懸掛等大小球進(jìn)行驗證動量守恒定律的實驗中，下列說法正確的是()A懸掛兩球的線長度要適當(dāng)，且等長B由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計算小球碰前的速度C兩小球必須都是剛性球，且質(zhì)量相同D兩小球碰后可以粘合在一起共同運動解析兩線等長能保證兩球正碰，以減小實驗誤差，所以A項正確；由于計算碰撞前速度時用到了mghmv20，即初速度為0，B項正確；本實驗中對小球的彈性性能無要求，C項錯誤；兩球正碰后，有各種運動情況，所以D項正確答案ABD5(2011上海)光滑水平面上兩小球a、b用不可伸長的松弛細(xì)繩相連開始時a球靜止，b球以一定速度運動直至繩被拉緊，然后兩球一起運動，在此過程中兩球的總動量_(填“守恒”或“不守恒”)；機(jī)械能_(填“守恒”或“不守恒”)解析繩被拉緊的極短時間內(nèi)，兩球構(gòu)成的系統(tǒng)所受的外力的矢量和為零，所以在此過程中，兩球的總動量守恒；繩拉緊后瞬間兩球具有共同速度，類似于完全非彈性碰撞，此過程中有機(jī)械能損失，兩球的機(jī)械能不守恒答案守恒不守恒6如圖(a)所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛實驗小車，甲車系一穿過打點計時器的紙帶，當(dāng)甲車受到水平向右的沖量時，隨即啟動打點計時器甲車運動一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運動紙帶記錄下碰撞前甲車和碰撞后運動情況如圖(b)所示，電源頻率為50 Hz，則碰撞前甲車運動速度大小為_m/s，甲、乙兩車的質(zhì)量比m甲：m乙_.解析由紙帶及刻度尺可得碰前甲車的速度為v1 m/s0.6 m/s碰后兩車的共同速度v2 m/s0.4 m/s由動量守恒定律，有m甲v1(m甲m乙)v2由此得甲、乙兩車的質(zhì)量比答案0.62：17氣墊導(dǎo)軌(如圖甲)工作時，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個質(zhì)量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動圖乙所示為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以等間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度x1、x2和x3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_、_，兩滑塊的總動量大小為_；碰撞后兩滑塊的總動量大小為_重復(fù)上述實驗，多做幾次若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證解析打點周期T，打x1、x2、x3均用時間t5T碰前兩滑塊動量p1mv1mabx1/50.2abx1p2mv2m0.2abx3故碰前總動量pp1p2ab(x1x3)0.2ab(x1x3)碰后總動量p2m0.4abx2答案0.2abx10.2abx30.2ab(x1x3)0.4abx28某同學(xué)利用打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做“驗證動量守恒定律”的實驗，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖(a)所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成在空腔導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差(1)下面是實驗的主要步驟：安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；向氣墊導(dǎo)軌空腔內(nèi)通入壓縮空氣；把打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間并處于靜止?fàn)顟B(tài)先_，然后_，讓滑塊1帶動紙帶一起運動，與滑塊2相碰后結(jié)合為一體取下紙帶，重復(fù)步驟，選出理想的紙帶如圖(b)所示；測得滑塊1的質(zhì)量310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.完善實驗步驟的內(nèi)容(2)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為_kgm/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為_kgm/s(保留三位有效數(shù)字)(3)試說明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_.解析(2)作用前滑塊1的速度v1 m/s2 m/s，其質(zhì)量與速度的乘積為0.310 kg2 m/s0.620 kgm/s，作用后滑塊1和滑塊2具有相同速度v m/s1.2 m/s，其質(zhì)量與速度的乘積為(0.310 kg0.205 kg)1.2 m/s0.618 kgm/s.答案(1)接通打點計時器的電源放開滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦9氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B驗證動量守恒定律，實驗裝置如下圖所示，采用的實驗步驟如下：a用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；b調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；c在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上；d用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1；e按下電鈕放開卡銷，同時分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時計時結(jié)束，記下A、B分別到達(dá)C、D的運動時間t1和t2.(1)實驗中還應(yīng)測量的物理量是_(2)利用上述測量的物理量，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是_(3)利用上述物理量寫出被壓縮彈簧的彈性勢能大小的表達(dá)式為_解析(1)A、B所組成的系統(tǒng)初動量為零，A、B兩滑塊分開后動量應(yīng)大小相等、方向相反，這就需要求兩滑塊的速度，其中滑塊A的速度為，要求滑塊B的速度，還應(yīng)測量B右端到D的距離L2，這樣滑塊B的速度就可用表達(dá)式來表示(2)A、B開始靜止，放開卡鎖后兩者均做勻速直線運動，總動量為零，A、B運動后動量大小相等、方向相反，即mAmB.(3)彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為A、B的動能，即EpmA()2mB()2答案(1)B右端到D的距離L2(2)mAmB(3)EpmA()2mB()210碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為e，其中v10和v20分別是碰撞前兩物體的速度v1和v2分別是碰撞后兩物體的速度，彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e1，非彈性碰撞的e1.某同學(xué)借用驗證動量守恒定律的實驗裝置(如圖所示)驗證彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)是否為1，實驗中使用半徑相等的鋼質(zhì)小球1和2(它們之間的碰撞可近似視為彈性碰撞)，且小球1的質(zhì)量大于小球2的質(zhì)量實驗步驟如下：安裝好實驗裝置，做好測量前的準(zhǔn)備，并記下重錘線所指的位置O.第一步，不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上重復(fù)多次，用盡可能小的圓把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置第二步，把小球2放在斜槽前端邊緣處的C點，讓小球1從A點由靜止?jié)L下，使它們碰撞，重復(fù)多次，并使用與第一步同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點的平均位置第三步，用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度在上述實驗中：(1)P點是_的平均位置；M點是_的平均位置；N點是_的平均位置(2)請寫出本實驗的原理；寫出用測量量表示的恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式(3)三個落地點距O點的距離OM、OP、ON與實驗所用的小球質(zhì)量是否有關(guān)？_.解析(1)實驗的第一步中小球1落點實驗的第二步中小球1與小球2碰撞后小球1落點碰撞小球2落點(2)小球從槽口C飛出后均做平拋運動，飛行時間相同，設(shè)為t，則有OPv10tOMv1tONv2t小球2碰撞前靜止，v200e在誤差允許的范圍內(nèi)，若e1，則驗證了彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)為1.e(3)OP與小球的質(zhì)量無關(guān)，OM和ON與小球的質(zhì)量有關(guān)答案見解析