高考物理江蘇專版總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)： 六十一 實(shí)驗(yàn)十三 含解析

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1、課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè) 六十一六十一實(shí)驗(yàn)十三：實(shí)驗(yàn)十三： 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(限時(shí)：45 分鐘)(班級(jí)_姓名_)1 氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)能夠通過噴出的氣體使滑塊懸浮從而基本消除掉摩擦力的影響 因此成為重要的實(shí)驗(yàn)器材，氣墊導(dǎo)軌和光電門、數(shù)字毫秒計(jì)配合使用能完成許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：(名稱、圖象、編號(hào)如圖所示)第 1 題圖利用以上實(shí)驗(yàn)器材還可以完成“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)為完成此實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)原理設(shè)定為：m1v0(m1m2)v.(1)針對(duì)此原理，我們應(yīng)選擇的器材編號(hào)為：_(2)在我們所選的器材中：_器材對(duì)應(yīng)原理中的 m1(填寫器材編號(hào))2如圖甲，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，

2、即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系第 2 題圖(1)實(shí)驗(yàn)中， 直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的， 但是， 可以通過僅測(cè)量_(填選項(xiàng)前的符號(hào))，間接地解決這個(gè)問題A小球開始釋放高度 hB小球拋出點(diǎn)距地面的高度 HC小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程(2)圖甲中 O 點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球 m1多次從斜軌上 S 位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置 P，測(cè)量平拋射程 OP.然后，把被碰小球 m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球 m1從斜軌上 S 位置靜止釋放，與小球 m2相碰，并多次重復(fù)接下來要完成的必要步驟是_(填選項(xiàng)前的符號(hào))A用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量 m1、m2

3、B測(cè)量小球 m1開始釋放高度 hC測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度 HD分別找到 m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置 M、NE測(cè)量平拋射程 OM、ON(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為_用(2)中測(cè)量的量表示(4)經(jīng)測(cè)定， m145.0 g， m27.5 g， 小球落地點(diǎn)的平均位置距 O 點(diǎn)的距離如圖乙所示 碰撞前、后 m1的動(dòng)量分別為 p1與 p1，則 p1p1_11；若碰撞結(jié)束時(shí) m2的動(dòng)量為 p2，則 p1p211_實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，碰撞前、后總動(dòng)量的比值p1p1p2，為_3用如圖所示裝置來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，質(zhì)量為 mA的鋼球 A 用細(xì)線懸掛于 O 點(diǎn)，質(zhì)量為 mB的鋼球 B 放在離地面高

4、度為 H 的小支柱 N 上，O 點(diǎn)到 A 球球心的距離為 L，使懸線伸直并與豎直方向夾角為，釋放后 A 球擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與 B 球?qū)π呐鲎?，碰撞后，A 球把原來靜止于豎直方向的輕質(zhì)指示針 OC 推到與豎直方向夾角為處，B 球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙，保持角度不變，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，白紙上記錄到多個(gè) B 球的落點(diǎn)，進(jìn)而測(cè)得 B 球的水平位移 S，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?g.(1)A、 B 兩個(gè)鋼球的碰撞近似看成彈性碰撞， 則 A 球質(zhì)量_B 球質(zhì)量(選填“大于”、“小于”或“等于”) 為了對(duì)白紙上打下的多個(gè) B 球的落地點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理， 進(jìn)而確定落點(diǎn)的平均位置，需要用到的器材是_(

5、2)用題中所給的字母表示， 碰撞前 A 球的動(dòng)量 pA_， 碰撞后 A 球的動(dòng)量 pA_，碰撞后 B 球的動(dòng)量 pB_第 3 題圖4如圖甲，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)中，可能引起誤差的是_(填選項(xiàng)前的符號(hào))A斜槽軌道有摩擦B軌道末端不水平C實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次都使小球從圖中 S 位置由靜止開始滾下D選取的落點(diǎn)位置不是平均位置(2)在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，兩半徑相同的小球質(zhì)量之比 mAmB38，那么 A、B 兩球中， _球是入射球.(3)在滿足第(2)問的條件下，若實(shí)驗(yàn)記錄紙上，各點(diǎn) O、M、P、N 位置如圖乙所示，其中 O 點(diǎn)

6、為斜槽末端所系重錘線指的位置，則碰撞結(jié)束時(shí)刻，兩個(gè)小球的動(dòng)量之比 pApB_甲乙第 4 題圖5 現(xiàn)利用圖(a)所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 在圖(a)中， 氣墊導(dǎo)軌上有 A、 B 兩個(gè)滑塊，滑塊 A 右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊 B 左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時(shí)間(a)實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑塊 A 的質(zhì)量 m10.310 kg，滑塊 B 的質(zhì)量 m20.108 kg，遮光片的寬度 d1.00 cm；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率 f50.0 Hz.將光電門固定在滑塊 B 的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊 A 一向右的

7、初速度，使它與 B相碰碰后光電計(jì)時(shí)顯示的時(shí)間為tB3.500 ms，碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示(b)第 5 題圖若實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值|碰撞前后總動(dòng)量之差碰前總動(dòng)量|100%最大為 5%，本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？寫出運(yùn)算過程課時(shí)作業(yè)(六十一)實(shí)驗(yàn)十三：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 1.(1)ABC(2)B【解析】(1)滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上相互作用時(shí)應(yīng)滿足動(dòng)量守恒，碰撞前后滑塊的速度可以根據(jù) vdt求得，其中 d 是遮光板的寬度，t 是滑塊通過光電門的時(shí)間， 故針對(duì)此原理應(yīng)選擇的器材編號(hào)為 ABC.(2)由于是利用 vdt求滑塊的速度，滑塊 B 有遮光板，而滑塊 C 沒有遮光板，

8、故先運(yùn)動(dòng)的滑塊應(yīng)選 B.2(1)C(2)ADE(3)m1OMm2ONm1OP(4)142.91.01【解析】(1)小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由 H12gt2知 t2Hg，即小球的下落時(shí)間一定，則初速度 vxt可用平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來表示，選項(xiàng) C 正確(2)本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的是 m1OMm2ONm1OP，因此要測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量 m1和 m2以及它們的水平射程 OM 和 ON，而要確定水平射程，應(yīng)先分別確定兩個(gè)小球落地的平均落點(diǎn)，沒有必要測(cè)量小球 m1開始釋放的高度h 和拋出點(diǎn)距地面的高度 H.故應(yīng)完成的步驟是 ADE.(3)若動(dòng)量守恒，應(yīng)有 m1v1m2v2m1v0(v0是 m1單獨(dú)下落離開軌道

9、時(shí)的速度，v1、v2是兩球碰后 m1、m2離開軌道時(shí)的速度)，又 vxt，則有 m1OMtm2ONtm1OPt，即 m1OMm2ONm1OP.(4)碰前 m1的動(dòng)量 p1m1v0m1OPt，碰后 m1的動(dòng)量 p1m1v1m1OMt，則 p1p1OPOM1411；碰后 m2的動(dòng)量 p2m2v2m2ONt，所以 p1p2(m1OM)(m2ON)112.9；碰撞前、后總動(dòng)量的比值p1p1，p2，m1OPm1OMm2ON1.01.3大于圓規(guī)pAmA2gL（1cos）；pAmA2gL（1cos）pBmBsg2H【解析】(1)為了防止碰后出現(xiàn)反彈，應(yīng)用質(zhì)量較大的小球去碰質(zhì)量較小的小球；為了準(zhǔn)確找出落點(diǎn)，應(yīng)

10、用圓規(guī)將所有的點(diǎn)圈出，找出中心點(diǎn)為平均位置；(2)小球從 A 處下擺 過程中， 機(jī)械能守恒 ，mAgL(1 cos)12mAv2A， vA2gL（1cos）則有 pAmA2gL（1cos）； 小球 A 與小球 B 碰撞后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，在 A 碰后到達(dá)最左端過程中，機(jī)械能再次守恒，可得 vA2gL（1cos）， pAmA2gL（1cos）；碰撞后 B 球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向 svBt，豎直方向 H12gt2,計(jì)算得出 vBsg2H，則碰后 B 球的動(dòng)量為 PBmBsg2H.4BDB34【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)中用平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)來驗(yàn)證動(dòng)量守恒，故必須保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)；故斜槽末端必須水平；平時(shí)為了準(zhǔn)確測(cè)量

11、落點(diǎn)應(yīng)取落點(diǎn)的平均位置；并且要求小球每次應(yīng)從同一點(diǎn)釋放；故引起誤差的有 BD；(2)只有讓重球去撞擊輕球時(shí)，實(shí)驗(yàn)才能得出正確結(jié)果；故入射球應(yīng)為 B 球；由圖可以知道，撞擊后 A 球應(yīng)落在 N 點(diǎn)，B 球落在 M 點(diǎn)；則 B 球飛過的水平位移為 12 cm；A 球飛過的水平位移為 24 cm；則由 vxt可得mAvAmBvB32481234.5在誤差允許范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律運(yùn)算過程見解析【解析】紙帶上打出的相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔t1f0.02 s， 根據(jù) vxt可計(jì)算出滑塊， A 碰撞前后的速度 v02.00m/s，v10.970 m/s，滑塊 A、B 碰撞后滑塊 B 的速度 v2dtB286 m/s，兩滑塊碰撞前后的總動(dòng)量 pm1v00.3102.00 kgm/s0.620 kgm/s，pm1v1m2v20.610 kgm/s，兩滑塊碰撞前后總動(dòng)量相對(duì)誤差絕對(duì)值為|ppp|100%1.6%5%因此，本實(shí)驗(yàn)在誤差允許范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律