2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)訓(xùn)練：第6章 實(shí)驗(yàn)7 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

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第六章  實(shí)驗(yàn)7知識(shí)鞏固練習(xí)1．(2021年山東名校檢測(cè))某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減少了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差．下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間，已知碰后兩滑塊一起運(yùn)動(dòng)；⑥先__________________，然后________，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶，如圖乙所示；⑧測(cè)得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.(1)請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容(填到步驟⑥橫線上)．(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為______kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為______kg·m/s.(保留3位有效數(shù)字)(3)試說(shuō)明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是______________________________．【答案】(1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源　放開滑塊1(2)0.620　0.618　(3)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦【解析】(1)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先接通電源，后放開滑塊1.(2)作用前滑塊1的速度v1＝ m/s＝2 m/s，其質(zhì)量與速度的乘積為0.310×2 kg·m/s＝0.620 kg·m/s，作用后滑塊1和滑塊2具有相同的速度v＝ m/s＝1.2 m/s，其質(zhì)量與速度的乘積之和為(0.310＋0.205)×1.2 kg·m/s＝0.618 kg·m/s.(3)相互作用前后動(dòng)量減小的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦．2．(2021屆成都名校質(zhì)檢)某同學(xué)用圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將斜槽固定在水平桌面上，調(diào)整末端切線水平；②將白紙固定在水平地面上，白紙上面放上復(fù)寫紙；③用重錘線確定斜槽末端在水平地面上的投影點(diǎn)O；④讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄小球的落地點(diǎn)，重復(fù)多次，確定落地點(diǎn)的中心位置Q；⑤將小球B放在斜槽末端，讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄兩小球的落地點(diǎn)，重復(fù)多次，確定A、B兩小球落地點(diǎn)的中心位置P、R；⑥用刻度尺測(cè)量P、Q、R距O點(diǎn)的距離x1、x2、x3；⑦用天平測(cè)量小球A、B質(zhì)量m1、m2；⑧分析數(shù)據(jù)，驗(yàn)證等式m1x2＝m1x1＋m2x3是否成立，從而驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)步驟⑤與步驟④中定位卡的位置應(yīng)__________________________．(2)步驟④與步驟⑤中重復(fù)多次的目的是________________________．(3)為了使小球A與B碰撞后運(yùn)動(dòng)方向不變，A、B質(zhì)量大小關(guān)系為m1______m2.(填“>”“<”或“＝”)(4)如圖乙是步驟⑥的示意圖，則步驟④中小球落地點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為______m.【答案】(1)保持不變　(2)減少實(shí)驗(yàn)誤差　(3)>(4)0.372 3(0.372 1～0.372 4)【解析】(1)為使入射球到達(dá)斜槽末端時(shí)的速度相等，應(yīng)從同一位置由靜止釋放入射球，即步驟⑤與步驟④中定位卡的位置應(yīng)保持不變．(2)步驟④與步驟⑤中重復(fù)多次的目的是減少實(shí)驗(yàn)誤差．(3)為了使小球A與B碰后運(yùn)動(dòng)方向不變，A、B質(zhì)量大小關(guān)系為m1>m2.(4)由圖示刻度尺可知，其分度值為1 mm，步驟④中小球落點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為OQ＝37.23 cm＝0.372 3 m.綜合提升練習(xí)3．某興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)尋求碰撞前后不變量的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)器材有：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源(f＝50 Hz)、紙帶、刻度尺、表面光滑的平直金屬軌道、帶撞針的小車甲、帶橡皮泥的小車乙、天平．該小組實(shí)驗(yàn)的主要步驟有：A．用天平測(cè)出小車甲的質(zhì)量m1＝0.50 kg，小車乙的質(zhì)量m2＝0.25 kgB．更換紙帶重復(fù)操作三次C．接通電源，并給甲車一定的初速度v甲D．將平直軌道放在水平桌面上，在其一端固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連接電源E．將小車甲靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放置，在車后固定紙帶，將小車乙靜止地放在平直軌道中間位置(1)上述實(shí)驗(yàn)步驟合理的順序?yàn)?/span>__________．(2)從打下的紙帶中，選取比較理想的一條，如下圖所示，請(qǐng)補(bǔ)充完成下表(均保留2位有效數(shù)字)． 甲車乙車甲乙整體m/kg0.500.250.75v/(m·s－1) 0  0 mv 0 mv2 0 (3)根據(jù)以上數(shù)據(jù)尋找出碰撞前后不變量的表達(dá)式為__________________．【答案】(1)ADECB　(2)見解析(3)m甲v甲＋m乙v乙＝(m甲＋m乙)v共【解析】(1)在實(shí)驗(yàn)中首先需要測(cè)量出兩滑塊的質(zhì)量，然后再安裝裝置，安裝時(shí)先要將軌道放置在桌面上，然后將小車放在軌道上，并且靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源后開始實(shí)驗(yàn)，要注意多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，故步驟為ADECB．(2)將數(shù)據(jù)寫入以下表格： 甲車乙車甲乙整體m/kg0.500.250.75v/(m·s－1)3.002.06.002.7mv1.501.5mv24.503.0(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，守恒的量應(yīng)是mv，故表達(dá)式為m甲v甲＋m乙v乙＝(m甲＋m乙)v共．