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高中物理编辑
2020_2021学年高中物理第一章碰撞与动量守恒实验验证动量守恒定律课堂演练含解析粤教版选修3_5
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  • 资源类别试题
    资源子类章节测试
  • 教材版本粤教版(现行教材)
    所属学科高中物理
  • 适用年级高二年级
    适用地区全国通用
  • 文件大小1488 K
    上传用户goldfisher
  • 更新时间2020/11/26 16:52:34
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资源简介

实验 验证动量守恒定律

1在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示的两种装置:

(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则 (  )

Am1>m2r1>r2              Bm1>m2r1<r2

Cm1>m2r1r2                Dm1<m2r1r2

(2)若采用图乙所示装置进行实验,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.弹簧测力计

E.秒表

(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的结论为________________________________

_______________________________________________________

(用装置图中的字母表示)

解析:(1)为防止反弹造成入射球返回斜槽,要求入射球质量大于被碰球质量,即m1>m2,为使入射球与被碰球发生对心碰撞,要求两小球半径相同,故选项C正确.

(2)设入射小球碰前的速度为v1,入射小球、被碰小球相碰后的速度分别为v1v2.由于两球都从同一高度做平抛运动,当以运动时间为一个计时单位时.可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度.因此,验证的动量守恒关系m1v1m1v1m2v2可表示为m1x1m1x1m2x2.所以需要直尺、天平,而无须弹簧测力计、秒表.由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的,两球的半径不必测量,故无须游标卡尺.

(3)得出验证动量守恒定律的结论应为m1OPm1OMm2ON.

答案:(1)C (2)AC (3)m1OPm1OMm2ON

2.某同学利用气垫导轨做“验证碰撞中的动量守恒”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、光电门等组成.

(1)下面是实验的主要步骤:

①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;

②向气垫导轨通入压缩空气;

③接通光电计时器;

④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;

⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;

⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧装有同定弹簧的滑块2碰撞,碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动;

⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为:滑块1通过光电门1的挡光时间Δt110.01 ms,通过光电门2的挡光时间Δt249.99 ms,滑块2通过光电门2的挡光时间Δt38.35 ms

⑧测出挡光片的宽度d5 mm,测得滑块1的质量为m1300 g,滑块2(包括弹簧)的质量为m2200 g.

(2)数据处理与实验结论:

①实验中气垫导轨的作用是:

A_______________________________________________

B_______________________________________________.

②碰撞前滑块1的速度v1________m/s;碰撞后滑块1的速度v2________m/s;滑块2的速度v3________m/s(结果均保留两位有效数字)

③在误差允许的范围内,通过本实验,同学们可以探究出哪些物理量是不变的?通过对实验数据的分析说明理由(回答两个不变量)

a_______________________________________________

b_______________________________________________.

解析:(2)A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.

B.保证两个滑块的碰撞是一维的.

②滑块1碰撞之前的速度v1 m/s0.50 m/s

滑块1碰撞之后的速度

v2 m/s 0.10 m/s

滑块2碰撞之后的速度为v3 m/s0.60 m/s.

a.系统碰撞前后总动量不变.

原因:系统碰撞之前m1v10.15 kg·m/s

系统碰撞之后m1v2m2v30.15 kg·m/s.

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