1.4实验：验证动量守恒定律 （word版含答案）

1.4实验：验证动量守恒定律练习
38144453251201.小刚同学设计了一个用电磁打点计时器(打点频率为50 Hz)验证动量守恒定律的实验：
(1)下面是实验的主要步骤：
①把长木板放置在水平桌面上，其中一端用薄木片垫高；
②把打点计时器固定在长木板的一端；
③将纸带穿过打点计时器并固定在小车A的一端；
④在小车A的前端固定橡皮泥，让小车B静止放置在木板上；
⑤先________，再________，接着与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体继续运动；(以上两空填写后续描述中的字母符号：a.推动小车A使之运动；b.接通电源)
⑥关闭电源，取下纸带，换上新纸带，重复步骤③④⑤，选出较理想的纸带如图乙所示；
⑦用天平测得小车A的质量为m1＝0.4 kg，小车B的质量为m2＝0.2 kg.
(2)在上述实验步骤中，还需完善的步骤是_________________________________________________；(填写步骤序号并完善该步骤)
(3)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)．A为运动的起点，则应选________段来计算A碰前的速度．应选________段来计算A和B碰后的共同速度；(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)
(4)根据以上实验数据计算，碰前两小车的总动量为________kg·m/s，碰后两小车的总动量为________kg·m/s.(以上两空结果保留三位有效数字)
(5)试说明(4)问中两结果不完全相等的主要原因是____________________________________．
2.某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律．水平气垫导轨(轨道与滑块间的摩擦力忽略不计)上装有两个光电计时装置C和D，可记录遮光片的遮光时间；滑块A、B静止放在导轨上．
3893820175260实验步骤如下：
①调节气垫导轨水平；
②测量滑块A、B的质量分别为mA、mB；
③测量滑块A、B上遮光片的宽度分别为d1、d2；
④给滑块A一个向右的瞬时冲量，让滑块A经过光电计时装置C后，再与静止的滑块B发生碰撞，之后B、A依次通过光电计时装置D；
⑤待B、A完全通过光电计时装置D后用手按住；
⑥记录光电计时装置C显示的时间t1和装置D显示的时间依次为t2、t3.
回答下列问题：
(1)调节气垫导轨水平时，判断导轨水平的方法是________________________________________________．
(2)完成上述实验步骤需要的测量工具有________(填选项前的字母代号)．
A.天平 B.秒表 C.刻度尺 D.游标卡尺
(3)按照该同学的操作，若两滑块相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________________(用实验中测量的量表示)．
302450513430253.某实验小组在“探究碰撞中的不变量”的实验中,采用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来进行探究。图中PQ是斜槽,QR是水平槽。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。图中的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,其中刻度尺水平放置,且平行于G、R、O所在平面,刻度尺的零点与O点对齐。
(1)碰撞后B球的水平射程应取为　　　　cm。?
(2)在以下选项中,本次实验必须测量的量是　　　　。?
A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置D到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,测量A、B球落点位置C、E分别到O点的距离
C.测量A球或B球的直径
D.测量A球或B球的质量(或两球质量之比)
E.测量G点相对水平槽面的高度
4.2019年9月，我国成功完成了76km/h高速列车实车对撞试验，标志着我国高速列车安全技术达到了世界领先水平。某合作学习小组同学受此启发，设计碰撞实验，探究其中的能量和动量变化，实验装置如图甲所示。滑块A、B质量均为0.2kg，滑块A右侧带有自动锁扣，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连，滑块B左侧也带有自动锁扣。打点计时器所接电源频率50Hz。

在调整好的水平气垫导轨上放置A、B滑块，启动打点计时器，给滑块A一个向右的初速度，A与静止的滑块B相碰即触发自动锁扣，使A、B粘合在一起运动，纸带记录的数据如图乙所示。根据图乙纸带回答下列问题（计算结果保留2位有效数字）：
（1）滑块A与B碰撞前，滑块A的速度大小是__________false，滑块A与B的总动量是_________kg.m/s。；碰撞后false与false总动量是_________kg.m/s。
（2）滑块A与B碰撞前，滑块false的动能是___________J；碰撞后A与B的总动能比碰撞前减少了___________J。
31667454419605.某同学用如图1所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
（1）实验中必须要求的条件是( )
A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同
D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量( )（填选项号）
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点P到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点M到O点的距离
C．A球与B球碰撞后，测量B球落点N到O点的距离
D．测量A球或B球的直径
E．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
F．测量释放点G相对于水平槽面的高度
G．测量水平槽面离地的高度
（3）某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为________。
4222750647706.如图，用“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。
(1)为保证实验成功,两球的质量关系必须满足m1________m2(选填“大于”“等于”或“小于”)；
(2)下列说法中符合本实验要求的是_________(填选项前面的字母)；
A.安装轨道时,斜槽轨道的末端必须水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.在同一组实验的多次碰撞中,每次入射小球必须从斜槽的同一高度由静止释放
D.需要测量小球从斜槽末端抛出时距地面的高度H
E.需要分别找出入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、N
(3)若false为未放置被碰小球时入射小球落点的平均位置，则关系式______________________(用m1、m2及图中字母表示)成立，即表示碰撞中动量守恒。
7.如图所示，某同学利用此装置验证动量守恒定律。水平气垫导轨（轨道与滑块间摩擦力忽略不计）上装有两个光电计时装置C和D，可记录遮光片的遮光时间。将滑块false静止放在导轨上，该同学按照如下步骤进行实验：
338137515875a.测量滑块A的质量mA，测量滑块B的质量mB；
b.测量滑块A的遮光片的宽度d1，测量滑块B的遮光片的宽度d2；
c.给滑块A一个向右的瞬时冲量，让滑块A与静止的滑块B发生碰撞后，B、A依次通过光电计时装置D；
d.待B、A完全通过光电计时装置D后用手分别按住；
e.记录光电计时装置C显示的时间t1和装置D显示的时间t2、t3。
①完成上述实验步骤需要的实验器材有______________；
②按照该同学的操作，若两滑块碰撞前后的动量守恒，其表达式可表示为___________。
8．(多选)对于实验最终的结论false，下列说法正确的是(　 　)
A．仅限于一维碰撞
B．任何情况下false也一定成立
C．式中的false都是速度的大小
D．式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度乘积之和
9.用如图所示装置验证动量守恒时，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为9.0 mm，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为0.040 s，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为0.060 s，左侧滑块质量为100 g，左侧滑块的m1v1＝ g·m/s，右侧滑块质量为150 g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝ g·m/s.
331787557277010．某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒的实验：在小车甲的前端粘有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动．然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图1所示．在小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．
图1
(1)若已得到打点纸带如图2所示，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，则应选 段计算小车甲的碰前速度，应选 段来计算小车甲和乙碰后的共同速度．(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)

图2
(2)已测得小车甲的质量m甲＝0.40 kg，小车乙的质量m乙＝0.20 kg，由以上测量结果可得：碰前m甲v甲＋m乙v乙＝
kg·m/s；碰后m甲v′甲＋m乙v′乙＝ kg·m/s.
(3)通过计算得出的结论是什么？
427863065786011.（多选）用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的a、b两个小球用等长的、不可伸长的细线悬挂起来，b球静止，拉起a球由静止释放，在最低点a、b两球发生正碰，碰后a球速度为零，完成以下问题：实验中必须测量的物理量有________．
A．a、b球的质量m
B．细线的长度L
C．释放时a球偏离竖直方向的角度θ1
D．碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ2
E．当地的重力加速度g
12.若采用图中甲、乙两种实验装置来验证动量守恒定律(图中小球半径相同、质量均已知,且false,B的球心OB与在false同一水平线上),下列说法正确的是( )
A. 采用图甲所示的装置,必须测量 false 和ON的距离
B. 采用图乙所示的装置,必须测量false和 false的距离
C. 采用图甲所示的装置,若false,则表明此碰撞动量守恒
D. 采用图乙所示的装置,若false,则表明此碰撞机械能守恒
1.4实验：验证动量守恒定律练习答案：
1.答案 (1)b　a　(2)③，调节薄木片的位置，轻推小车，使之能匀速下滑　(3)BC　DE　(4)0.420　0.417　(5)小车受到空气阻力
2.答案(1)见解析　(2)AD　(3)mA＝mB＋mA
3.答案(1)63.9(63.8~64.2均可)　(2)ABD
4.答案：(1)3.0;0.60;0.58 (2)0.90;0.48
5.答案：(1)BD (2)ABCE (3)4:1
6.答案：(1)大于 (2)ACE (3)false
7.答案：①天平和刻度尺 ②false
8.答案：AD 9.答案：22.5 0
10.答案：(1)BC DE (2)0.420 0.417 (3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的．
11.答案：CD 12.答案：D