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1、2004-2013十年高考物理大全分类解析 专题46 专题验证动量守恒定律1(2011北京理综卷)如图2,用“碰撞试验器”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。实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量 (填选项前的序号),间接地解决这个问题A. 小球开始释放高度 B. 小球抛出点距地面的高度C. 小球做平抛运动的射程图2中点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,然后,把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下
2、来要完成的必要步骤是 (填选项的符号)A.用天平测量两个小球的质量、B.测量小球开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度hD分别找到相碰后平均落地点的位置M、NE测量平抛射程,若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为(用中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为(用中测量的量表示)。经测定,小球落地点的平均位置距点的距离如图所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1,则p1:p1= 11;若碰撞结束时m2的动量为p2,则p1: p2=11: 实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为 设小球平抛运动时间为t,碰撞前m1的动量为p1=45.010-344.8010-2/t, 碰撞后
3、m1的动量为p1=45.010-335.2010-2/t,则p1:p1=1411;碰撞后m2的动量为p2=7.510-355.6010-2/t,则p1: p2=11:2.9 有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用中已知的数据,分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为 cm在上述实验中仅更换两个小球的材质,使它们做弹性碰撞,其它条件不变,由m1OM+ 2.(2009四川理综)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的
4、阻力。为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_,两滑块的总动量大小为_;碰撞后两滑块的总动量大小为_。重复上述实验,多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则
5、动量守恒定律得到验证。答案:(2)0.2abs3 (2分);0.2 abs1(2分);(第1、2空答案可互换)0.2ab(s1-s3)(4分);0.4 abs2(3分)解析:由于两滑块相向运动,碰撞后速度减小,所以上面纸带左侧是碰撞前一个滑块运3.( 2008年宁夏理综)某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为12当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45角,然后将其由静止释放结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角成30若本实验允许的最大误差为4,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
6、AB由此可以推出:=3%4% 所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律4.(2007全国卷)碰撞的恢复系数的定义为e= ,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,v1和v2分别是碰撞后物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的e1。某同学借用验证动力守恒定律的实验装置(如图所示)验证弹性碰撞的恢复系数是否为1,实验中使用半径相等的钢质小球1和2(它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞),且小球1的质量大于小球2的质量。实验步骤如下:安装好实验装置,做好测量前的准备,并记下重锤线所指的位置O。第一步,不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆把小
7、球的所落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置。第二步,把小球2 放在斜槽前端边缘处C点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球落点的平均位置。第三步,用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。上述实验中, P点是 平均位置,M点是 平均位置,N点是 平均位置请写出本实验的原理 写出用测量量表示的恢复系数的表达式 。三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关系?点评:此题将碰撞的恢复系数与动量守恒定律验证综合在一起,体现了高考紧扣教材而不拘泥教材的命题原则,有利于选拔具有潜能的人
8、才。5.(2006天津理综)用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律,实验装置示意如图,斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B求静置于水平槽前端边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是垂直所指的位置,若测得各落点痕迹到O点的距离:OM2.68cm,OP8.62cm,ON11.50cm,并知A、B两球的质量比为21,则未放B球时A球落地点是记录纸上的_点,系统碰撞前总动量P与碰撞后总动量P的百分误差 %(结果保留一位有效数字)。6(2000天津、江西卷
9、)某同学用图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,图1中PQ是斜槽,QR为水平槽,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槽末端的地方,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1中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2所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐。(1)碰撞后B球的水平射程应为 。(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答: (填选项号)(A)水平槽上放B球时,测量A球落点位置到O点的距离(B)A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离(C)测量A球或B球的直径。(D)测量A球和B球的质量(或两球质量之比)(E)测量C点相对于水平槽面的高度。8