高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 实验 验证动量守恒定律分层训练 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理试题.doc

实验验证动量守恒定律1．图1是“验证碰撞中的动量守恒”实验的实验装置．让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下，与静止在支柱上质量为m2的小球发生对心碰撞，则图1图2(1)两小球的质量关系必须满足________．A．m1＝m2B．m1＞m2C．m1＜m2D．没有限制(2)实验必须满足的条件是________．A．轨道末端的切线必须是水平的B．斜槽轨道必须是光滑的C．入射小球m1每次都必须从同一高度由静止释放D．入射小球m1和被碰小球m2的球心在碰撞的瞬间可以不在同一高度上(3)若采用图1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．弹簧秤E．秒表(4)在实验装置中，若用游标卡尺测得小球的直径如图2，则读数为_______cm.解析：(1)在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，为防止被碰球碰后反弹，入射球的质量必须(远)大于被碰球的质量，因此B正确，A、C、D错误．故选B.(2)要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故A正确；“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故B错误；要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；要保证碰撞后都做平抛运动，两球要发生正碰，碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心应在同一水平高度，两球心的连线应与轨道末端的切线平行，因此两球半径应该相同，故D错误．故选AC.(3)小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相等，m1v1＝m1v1′＋m2v2′，两边同时乘以时间t，则有：m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t，m1OP＝m1OM＋m2(ON－2r)，则实验需要测出：小球的质量、小球的水平位置、小球的半径，故需要用到的仪器有：天平，直尺和游标卡尺；故选，ABC.(4)游标卡尺是20分度的卡尺，其精确度为0.05mm，则图示读数为：13mm＋11×0.05mm＝13.55mm＝1.355cm.答案：(1)B(2)AC(3)ABC(4)1.3552．气垫导轨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没有摩擦．现用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，有以下实验步骤：a．松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时器结束计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.b．在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置．c．给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平．d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；B的右端至D板的距离L2.(1)实验步骤的顺序是________________．(2)实验中还需要测量的物理量是________________________．(3)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______________________．解析：(1)根据实验原理可知，正确的实验步骤应先安装调节仪器，然后再进行实验，故应为cbda；(2、3)滑块在气垫导轨上做匀速直线运动，根据A、B运行的距离和时间可以求出分开时的速度，根据动量守恒定律，得mAvA＝mBvB，又vA＝eq\f(L1,t1)、vB＝eq\f(L2,t2)，则mAeq\f(L1,t1)＝mBeq\f(L2,t2).知还需要测量A、B的质量mA、mB，所需的器材是天平．答案：(1)cbda(2)A、B的质量mA、mB(3)mAeq\f(L1,t1)＝mBeq\f(L2,t2)3．某同学用如图(a)所示的装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞中的守恒量，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(a)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(b)，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点对齐图(a)图(b)(1)除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还需要用到的器材有________(填选项号)．A．秒表B．天平C．毫米刻度尺D．打点计时器(及电源和纸带)E．圆规F．弹簧测力计G．游标卡尺(2)从图(b)可以测出碰撞后B球的水平射程应取为__________cm.(3)在以下选项中，_________