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2014高考物理复习大一轮题库-实验十六验证动量守恒定律(精)

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常见问题

1、实验十六验证动量守恒定律1 如图所示，在实验室用两端带有竖直挡板 C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是 M的滑块A和B做探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：I 把两滑块A和B紧贴在一起，在 A上放质量为 m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态；n 按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与固定挡板C和D碰撞时，电子计时器自动停表，记下 A至C的运动时间ti, B至D 的运动时间t2；重复几次，取ti和t2的平均值.(1) 在调整气垫导轨时应注意 ;(2) 应测量的数据还有 ;(3) 只有关系式成立，即可得出碰撞中守恒的量是动量的矢量和.解析：(1)使气垫导轨水平滑块A的左端到挡板C的距离si和滑块B的右端到挡板 D的距离S2(3)由动量守恒定律列方程式(M + m)si/ti= Ms2/t2答案：见解析2如图所示气垫导轨是常用的一种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没有摩擦. 我们可以用带竖直挡板C和D的

2、气垫导轨以及滑块 A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用实验步骤如下:CDa. 用天平分别测出滑块 A、B的质量mA、mB.b. 调整气垫导轨，使导轨处于水平.c. 在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡锁锁定，静止放置在气垫导轨上.d. 用刻度尺测出 A的左端至C板的距离Li.e. 按下电钮放开卡锁，同时使分别记录滑块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挡板时停止计时，记下 A、B分别到达C、D的运动时间ti和t2.(1) 实验中还应测量的物理量是 .(2) 利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是解析：(1)实验要验证A、B被弹簧弹离后动量大小是否相同，必须计算出两滑块的速度，因此实验过程中还必须测出 B的右端至D板的距离L2.(可表这式=畑寺=0*两滑块的动堇犬小并不完全相等，产生误差的瘵因有.测量时间、距离等存在误差、阻力、气塞导轨不水平等.答案：见解析3.用如图所示的装首进行以下黯；A.先测出滑块4今的质量収滑块与桌面间的动摩擦因数仏查

3、出当地的重力加速度 g.B 用细线将滑块 A、B连接，使A、B间的弹簧压缩，滑块 B紧靠在桌边.C.剪断细线，测出滑块 B做平抛运动落地时到重垂线的水平位移xi和滑块A沿桌面滑行距离X2.(1) 为验证动量守恒，写出还须测量的物理量及表示它的字母：.(2) 动量守恒的表达式为解析；设弹开时乐d的速度大小分别沖】法VA则由动量守恒得；联立可得;从表达式看!只需要再测堡卜即可+答累：桌面离地面高度上4如图所示是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于 0点，0点下方桌子的边沿有一竖直立柱. 实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球 2接触且两球等高.将球1拉到A点，并使之静止，同时把球 2放在立柱上.释放球 1，当它摆到悬点正下方时与球 2发生对心碰撞.碰后球 1向左最远可摆到 B点，球2落到水平地面上的 C点.测出有关数据即可验证 1、2两球碰撞时动量守恒.现已测出 A点离水平桌面的距离为 a.B点离水平桌面的高度为 b, C点与桌子边沿间的水平距离为 c.此外，(1) 还需要测量的量是、和.(2) 根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为.(忽略小球的大小)

4、解析：(1)要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1碰撞前后的高度a和b,由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球 1的质量m1,就能求出弹性球1的动量变化；根据平抛运动的规律，只要测出立柱高h和桌面高H就可以求出弹性球 2碰撞前后的速度变化,故只要测量弹性球 2的质量和立柱高h、桌面高H就能求出弹性球2的动量变化.根据的解析可以写出动量守恒的方程为 c2mi a h = 2mi b h + m2_日 + h答案：(1)弹性球1、2的质量mi、m2立柱高h桌面高H(2)2mi a hc=2mi b h+ m2H + h5某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.q*168 cm*|*200 rm*(1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平; 向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；先，然后，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图(b)所示；测得滑块1的质量310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 完善实验步骤的内容.(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为kg-m/s ;两滑块相互作用以后系统的总动量为 kgm/s(保留三位有效数字).(3) 试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是解析* (1、实验时应先接通打点计时器的电源, 再啟开滑块.(工作用前系统的总动童为滑块1的动量p：=0-31=(?+?M2)v=0.3 10+0.205)x1 .2 kgm s=0.61Skgms(些存在误差的主要康因是纸带与打点剧器限位孔有摩擦. 答案：丨D挎通打点计时器的电源啟开滑块1(2)0.620 0.618纸带与打点计时器限位孔有摩擦

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