高考物理 试题分项解析 专题17 力学实验(二)(第01期)-人教版高三全册物理试题.doc
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1、专题17 力学实验(二)1(2019江苏泰州12月联考)下图为验证动量守恒定律的实验装罝,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验:用天平测出两个小球的质量分别为叫m1和叫m2; 安装实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面BC连接在斜槽末端;先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位罝P;将小球m2放在斜槽末端B处,仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,两球发生碰撞, 分别标记小球m1,、m2在斜面上的落点位置;用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离。图中从M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置
2、,从M、P、N到B点的距离分别为SM、SP、SN.依据上述实验步骤,请回答下面问题:(1)两小球的质量m1、m2应满足m1_m2(填写“”,“=”或“m2。(2)要验证动量守恒定律,需测量小球的质量和三个落点到B点的距离。故提供的测量工具中必需的是AC。(3)碰撞前,小球m1落在图中的P点,设其水平初速度为。小球m1、m2发生碰撞后,m1的落点在图中的M点,设其水平初速度为,m2的落点在图中的N点,设其水平初速度为。设斜面与水平间的倾角为,由平抛运动规律得:、解得:同理可得:、只要满足即,就可以说明两球碰撞前后动量是守恒的。2.(2019辽宁大连八中质检)为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球
3、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、质量不相等的小球,按下述步骤做了如下实验:A.用天平测出两个小球的质量分别为和,且;B.按照如图所示的那样,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;C.先不放小球,让小球从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置;D.将小球放在斜槽前端边缘上,让小球从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,记下小球和小球在斜面上的落点位置;D.用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。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、。根据该同学
4、的实验,请你回答下列问题:小球与发生碰撞后,的落点是图中的_点,的落点是图中的_点。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。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。【参考答案】(1)D F (2) 【名师解析】解:小球和小球相撞后,小球的速度增大,小球的速度减小,都做平抛运动,所以碰撞后球的落地点是D点,球的落地点是F点;即:;则说明两球碰撞过程中动量守恒;若两小球的碰撞是弹性碰撞,则碰撞前后机械能没有损失。则要满足关系式即【方法归纳】小球和小球相撞后,小球的速度增大,小球的速度减小,都做平抛运动,由平抛运动规律不难判断出;设斜面BC与
5、水平面的倾角为,由平抛运动规律求出碰撞前后小球和小球的速度,表示出动量的表达式即可求解;若两小球的碰撞是弹性碰撞,则碰撞前后机械能没有损失;根据机械能守恒定律可求得表达式。本题利用平抛运动的规律考查动量守恒定律的验证,题目较为新颖,要学会运用平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度;从而验证动量守恒定律;同时注意两小球的碰撞是弹性碰撞,则碰撞前后机械能没有损失。4.(2019河北衡水质检)如图1所示,用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹
6、。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为的B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,0点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图2所示。在这个实验中,为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足_填“”或“”;除了图中器材外,实验室还备有下列器材,完成本实验还必须使用的两种器材是_。A.秒表天平刻度尺打点计时器下列说法中正确的是_。A.如果小球每次从同一位置由静止释放,每次的落点一定是重合的B.重复操作时发现小球的落点并不重合,说明实验操作中出现了
7、错误C.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置D.仅调节斜槽上固定位置C,它的位置越低,线段0P的长度越大在某次实验中,测量出两个小球的质量、,记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上,测量出三个落点位置与0点距离OM、OP、0N的长度。在实验误差允许范围内,若满足关系式_,则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒;若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足关系式_。用测量的量表示在OP、0M、0N这三个长度中,与实验所用小球质量无关的是_,与实验所用小球质量有关的是_。某同学在做这个实验时,记录下小球三个落点的平均位置M、P、N,如图3所示。他发现M和N偏
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