2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理（新教材新高考）實(shí)驗(yàn)針對訓(xùn)練8驗(yàn)證動量守恒定律

1、 實(shí)驗(yàn)針對訓(xùn)練(八)1把兩個大小相同、質(zhì)量不等的金屬球用細(xì)線連接起來，中間夾一被壓縮了的輕彈簧，置于摩擦可以忽略不計的水平桌面上，如圖所示。現(xiàn)燒斷細(xì)線，觀察兩球的運(yùn)動情況，進(jìn)行必要的測量，探究金屬球間發(fā)生相互作用時的不變量。測量過程中：(1)還必須添加的器材有_。(2)需直接測量的數(shù)據(jù)是_。(3)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為_。解析兩球彈開后，分別以不同的速度離開桌面做平拋運(yùn)動，兩球做平拋運(yùn)動的時間相等，均為teq r(f(2h,g)(h為桌面離地的高度)。根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律，由兩球落地點(diǎn)距拋出點(diǎn)的水平距離xvt，知兩球水平速度之比等于它們的射程之比，即v1v2x1x2；所以本實(shí)驗(yàn)中只需測量x1、x2即可

2、，測量x1、x2時需準(zhǔn)確記下兩球落地點(diǎn)位置，故需要刻度尺、白紙、復(fù)寫紙、圖釘、細(xì)線、鉛錘、木板等。若要探究m1x1m2x2或m1xeq oal( 2,1)m2xeq oal( 2,2)是否成立，還需用天平測量兩球質(zhì)量m1、m2。答案(1)刻度尺、白紙、復(fù)寫紙、圖釘、細(xì)線、鉛錘、木板、天平(2)兩球的質(zhì)量m1、m2，兩球碰后的水平射程x1、x2(3)m1x1m2x22用如圖所示裝置來“探究碰撞中的不變量”，質(zhì)量為mB的鋼球B放在小支柱N上，球心離地面高度為H；質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線拴好懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)細(xì)線被拉直時O點(diǎn)到球心的距離為L，且細(xì)線與豎直線之間夾角為；球A由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時恰與球B

3、發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直夾角為處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D，用來記錄球B的落點(diǎn)。(1)用圖中所示各個物理量的符號表示碰撞前后A、B兩球的速度(設(shè)A、B兩球碰前的速度分別為vA、vB，碰后速度分別為vA、vB)，則vA_，vA_，vB_，vB_。(2)請你提供兩條提高實(shí)驗(yàn)精度的建議：_。解析(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有eq f(1,2)mAveq oal( 2,A)mAgL(1cos )vAeq r(2gL1cos )碰撞后，同理可知vAeq r(2gL1cos )由題意，碰撞前vB0碰撞后小球B做平拋運(yùn)動，可得eq f(1,2)gt2HvBtx，

4、解得vBxeq r(f(g,2H)。(2)讓球A多次從同一位置擺下，求B球落點(diǎn)的平均位置；角取值不要太??；兩球A、B的質(zhì)量不要太小。(任答兩條)答案(1)eq r(2gL1cos )eq r(2gL1cos )0 xeq r(f(g,2H)(2)見解析3某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)。在足夠大的水平平臺上的A點(diǎn)放置一個光電門，水平平臺上A點(diǎn)右側(cè)摩擦很小，可忽略不計，左側(cè)為粗糙水平面，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間。采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：甲乙A在小滑塊a上固定一個寬度為d的窄擋光片B用天平分別測出小滑塊a(含擋光片)和小球b的質(zhì)量ma、mbC在a和b間用細(xì)線連接，中間夾一被壓

5、縮了的輕短彈簧，靜止放置在平臺上D細(xì)線燒斷后，a、b瞬間被彈開，向相反方向運(yùn)動E記錄滑塊a通過光電門時擋光片的遮光時間tF小球b從平臺邊緣飛出后，落在水平地面的B點(diǎn)，用刻度尺測出平臺距水平地面的高度h及平臺邊緣鉛垂線與B點(diǎn)之間的水平距離sbG改變彈簧壓縮量，進(jìn)行多次測量(1)用螺旋測微器測量遮光條的寬度，如圖乙所示，則遮光條的寬度為_ mm。(2)該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證“動量守恒定律”，則只需驗(yàn)證兩物體a、b彈開后的動量大小相等，即_。(用上述實(shí)驗(yàn)所涉及物理量的字母表示)解析(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2.5 mm，可動刻度讀數(shù)為0.015.0 mm0.050 mm，所以最終讀數(shù)為：2.5 mm0.

6、050 mm2.550 mm。(2)燒斷細(xì)線后，a向左運(yùn)動，經(jīng)過光電門，根據(jù)速度公式可知，a經(jīng)過光電門的速度為：vaeq f(d,t)；故a的動量為：pamaeq f(d,t)b離開平臺后做平拋運(yùn)動，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律可得：heq f(1,2)gt2sbvbt解得：vbsbeq r(f(g,2h)小球b的動量大?。簆bmbsbeq r(f(g,2h)若動量守恒，設(shè)向右為正，則有：0mbvbmava即maeq f(d,t)mbsbeq r(f(g,2h)。答案(1)2.550(2)eq f(mad,t)mbsbeq r(f(g,2h)4某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鉤碼A和B(均可視為質(zhì)點(diǎn)

7、)分別系在一條跨過輕質(zhì)定滑輪的軟繩兩端，在A的上面套一個比它大一點(diǎn)的環(huán)形金屬塊C(可視為質(zhì)點(diǎn))，在距地面為h處有一寬度略大于B的狹縫，鉤碼B能通過狹縫，在狹縫上放有一個外徑略大于縫寬的環(huán)形金屬塊D(可視為質(zhì)點(diǎn))，B與D碰撞后粘在一起，忽略一切摩擦。開始時B距離狹縫的高度為h1，放手后，A、B、C從靜止開始運(yùn)動，A、B、C、D的質(zhì)量均相等。B、D碰撞過程時間很短，忽略不計。(1)利用計時儀器測得鉤碼B通過狹縫后上升h2用時t1，則鉤碼B碰撞后瞬間的速度為_(用題中字母表示)；(2)通過此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，若碰撞前系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則需滿足的等式為_(用題中字母表示)。解析(1)由于A、B、C、D四個質(zhì)量相等，所以鉤碼B通過狹縫后做勻速運(yùn)動，所以鉤碼B碰撞后瞬間的速度為v2eq f(h2,t1)。(2)碰撞過程，依據(jù)動量守恒定律得3mv14mv2，碰撞前，若機(jī)械能守恒，則有mgh1eq