2019届高考物理一轮复习 第13章 3 实验十三 验证动量守恒定律随堂检测巩固落实 新人教版.doc
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1、13 3 实验十三实验十三 验证动量守恒定律验证动量守恒定律1为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做实验:用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2,且m1m2按照如图所示安装好实验装置将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平将一斜面BC连接在斜槽末端先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置将小球m2放在斜槽末端点B处,让小球m1从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的
2、距离图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF根据该同学的实验,回答下列问题:(1)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中的_点,m2的落点是图中的_点(2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式_,则说明碰撞中动量是守恒的(3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式_,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞解析:(1)小球的落点位置跟平抛运动的初速度大小有关,碰后,小球m1的速度较小,m2的速度较大,所以m1的落点是图中的D点,m2的落点是图中的F点(2)设碰前小球m1的速度为v0,碰撞后m1的速度为v1,m2的速度为v2,根据动量守恒定律,它们应该
3、满足关系式m1v0m1v1m2v2设斜面倾角为,根据平抛运动的规律有tan ,所以vt,而t,所以v本题中,y x1 2gt2 vtgt 2vgt 2tan 2y gyLL要验证m1v0m1v1m2v2成立,只需要验证m1m1m2成立LELDLF(3)要验证两个小球的碰撞是弹性碰撞,即要再验证m1vm1vm2v成立,而平1 22 01 22 11 22 22抛运动时的初速度v,所以v2L,故需要再满足关系式m1LEm1LDm2LFL答案:(1)D F (2)m1m1m2LELDLF(3)m1LEm1LDm2LF2利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验(1)实验要求研究两滑块
4、碰撞时动能损失很小和很大等各种情况,若要求碰撞时动能损失最大应选图中的_(填“甲”或“乙”),若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的_(填“甲”或“乙”)(甲图两滑块分别装有弹性圈,乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)(2)某次实验时碰撞前B滑块静止,A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞,利用闪光照相的方法连续 4 次拍摄得到的闪光照片如图所示已知相邻两次闪光的时间间隔为T,在这 4 次闪光的过程中,A、B两滑块均在 080 cm 范围内,且第 1 次闪光时,滑块A恰好位于x10 cm 处若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽略不计,则可知碰撞发生在第 1 次闪光后的_时刻,A、B两滑块质
5、量比mAmB_解析:(1)若要求碰撞时动能损失最大,则需两滑块碰撞后结合在一起,故应选图中的乙;若要求碰撞时动能损失最小,则应使两滑块发生弹性碰撞,即选图中的甲(2)由图可知,第 1 次闪光时,滑块A恰好位于x10 cm 处,第二次A在x30 cm 处,第三次A在x50 cm 处,碰撞在x60 cm 处从第三次闪光到碰撞的时间为 ,则可知碰T 2撞发生在第 1 次闪光后的 25T时刻设碰前A的速度为v,则碰后A的速度为 ,B的速v 2度为v,根据动量守恒定律可得mAvmA mBv,解得 v 2mA mB2 3答案:(1)乙 甲 (2)25T 233某实验小组的同学制作了一个弹簧弹射装置,轻弹簧
6、两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接),压缩弹簧并锁定,然后将锁定的弹簧和两个小球组成的系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径),金属管水平固定在离地面一定高度处,如图所示解除弹簧锁定,则这两个金属小球可以同时沿同一直线向相反方向弹射现要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,并探究弹射过程所遵循的规律,实验小组配有足够的基本测量工具,并按下述步骤进行实验:3用天平测出两球质量分别为m1、m2;用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h;解除弹簧锁定弹出两球,记录下两球在水平地面上的落点M、N根据该小组同学的实验,回答下列问题:(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,还需要测量的物理量
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