（新課標）2022年高考物理一輪復習 主題五 能量和動量 綜合技能演練5-1-8

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1、（新課標）2022年高考物理一輪復習 主題五 能量和動量 綜合技能演練5-1-8 1．(2017·南寧模擬)如圖所示為“驗證碰撞中的動量守恒”實驗裝置示意圖． (1)入射小球1與被碰小球2直徑相同，均為d，它們的質(zhì)量相比較，應是m1________m2. (2)為了保證小球做平拋運動，必須調(diào)整斜槽使__________． (3)繼續(xù)實驗步驟為： A．在地面上依次鋪白紙和復寫紙． B．確定重錘對應點O. C．不放球2，讓球1從斜槽滑下，確定它落地點位置P. D．把球2放在立柱上，讓球1從斜槽滑下，與球2正碰后，確定球1和球2落地點位置M和N. E．用刻度尺量OM、OP、ON

2、的長度． F．看m1＋m2與m1是否相等，以驗證動量守恒． 上述步驟有幾步不完善或有錯誤，請指出并寫出相應的正確步驟． __________________________________________________ __________________________________________________. [解析]　(1)入射小球1與被碰小球2直徑相同，即d1＝d2，為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球質(zhì)量應大于被碰球質(zhì)量，即：m1>m2. (2)要使小球做平拋運動，則斜槽的末端必須水平． (3)為使小球離開軌道時的初速度相等，每次釋放小球時應從同一高度由靜止釋放

3、，故步驟D不完善；兩球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，若碰撞過程動量守恒，則有：m1v1＝m1v1′＋m2v2′，兩邊同乘以t得：m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t， 即為：m1＝m1＋m2(－d)，故步驟F錯誤． [答案]　(1)>　(2)斜槽末端切線水平　(3)D不完善，小球1應從斜槽的同一高度由靜止釋放；F錯誤，應驗證：m1OP＝m1OM＋m2(ON－d) 2．(2018·咸陽質(zhì)檢)利用氣墊導軌做實驗來驗證動量守恒定律：開始時兩個滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕彈簧，滑塊用繩子連接，繩子燒斷后，兩個滑塊向相反方向運動．得到如圖所示的兩個滑塊

4、A、B相互作用后運動過程的頻閃照片，頻閃的頻率為10 Hz.已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200 g、300 g，根據(jù)照片記錄的信息，A、B離開彈簧后，A滑塊做勻速直線運動，其速度大小為________m/s，本次實驗中得出的結論是____________________. [解析]　由題圖可知，繩子燒斷后，A、B均做勻速直線運動．開始時有：vA＝0，vB＝0，A、B被彈開后有；vA′＝ m/s＝0.09 m/s，vB′＝ m/s＝0.06 m/s，mAvA′＝0.2×0.09 kg·m/s＝0.018 kg·m/s，mBvB′＝0.3×0.06 kg·m/s＝0.018 kg·m/s，由此

5、可得mAvA′＝mBvB′，即0＝mBvB′－mAvA′.結論是：兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動量守恒． [答案]　0.09　兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動量守恒 3．(2018·安徽五校聯(lián)考)如圖是用來驗證動量守恒的實驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O點下方桌子的邊緣有一豎直立柱．實驗時，調(diào)節(jié)懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高．將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上．釋放球1，當它擺到懸點正下方時與球2發(fā)生對心碰撞，碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點．測出有關數(shù)據(jù)即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒．現(xiàn)已測出A點離水平桌面的距離為a

6、、B點離水平桌面的距離為b、C點與桌子邊沿間的水平距離為c.此外： (1)還需要測量的量是________________、________________和________________． (2)根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該實驗中動量守恒的表達式為____________________．(忽略小球的大小) [解析]　(1)要驗證動量守恒必須知道兩球碰撞前后的動量變化，根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b，由機械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再測量彈性球1的質(zhì)量m1，就能求出彈性球1的動量變化；根據(jù)平拋運動的規(guī)律只要測出立柱高h和桌面離水平地面的高度H就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化

7、，故只要測量彈性球2的質(zhì)量和立柱高h、桌面離水平地面的高度H就能求出彈性球2的動量變化． (2)根據(jù)(1)的解析可以寫出動量守恒的方程 2m1＝2m1＋m2 [答案]　(1)彈性球1、2的質(zhì)量m1、m2　立柱高h　桌面離水平地面的高度H (2)2m1＝2m1＋m2 4．在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙所示的兩種裝置： (1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則________．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．m1>m2，r1>r2 B．m1>m2，r1m2，r1＝r2 D．m1

8、1＝r2 (2)若采用圖乙所示裝置進行實驗，以下所提供的測量工具中必需的是________． A．直尺　　 B．游標卡尺　　C．天平 D．彈簧測力計　　 E．秒表 (3)設入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用圖甲所示裝置進行實驗時(P為碰前入射小球落點的平均位置)，所得“驗證動量守恒定律”的結論為________________．(用裝置圖中的字母表示) [解析]　(1)為防止反彈造成入射小球返回斜槽，要求入射球質(zhì)量大于被碰小球質(zhì)量，即m1>m2；為使入射小球與被碰小球發(fā)生對心碰撞，要求兩小球半徑相同．故C正確．(2)設入射小球為a，被碰小球為b，a球碰前的速度為v1，a、b相碰后的速度分別為v1′、v2′.由于兩球都從同一高度做平拋運動，當以運動時間為一個計時單位時，可以用它們平拋的水平位移表示碰撞前后的速度．因此，需驗證的動量守恒關系m1v1＝m1v1′＋m2v2′可表示為m1x1＝m1x1′＋m2x2′.所以需要直尺、天平，而無需彈簧測力計、秒表．由于題中兩個小球都可認為是從槽口開始做平拋運動的，兩球的半徑不必測量，故無需游標卡尺．(3)得出驗證動量守恒定律的結論應為m1·＝m1·＋m2·. [答案]　(1)C　(2)AC　(3)m1·＝m1·＋m2·