- 验证动量守恒定律
- 共67题
如图为实验室中验证动量守恒实验装置示意图
（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则______
A．m1＞m2r1＞r2
B．m1＞m2r1＜r2
C．m1＞m2r1=r2
D．m1＜m2r1=r2
（2）为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是______．（填下列对应的字母）
A．直尺B．游标卡尺C．天平D．弹簧秤E．秒表
（3）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式（用m1、m2及图中字母表示）______成立，即表示碰撞中动量守恒．
（4）在实验装置中，若斜槽轨道是光滑的，则可以利用此装置验证小球在斜槽上下滑过程中机械能守恒，这时需要测量的物理量有：小球释放初位置到斜槽末端的高度差h1；小球从斜槽末端做平抛运动的水平移s、竖直高度h2，则所需验证的关系式为：______．
正确答案
（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2
在碰撞过程中动能守恒故有
解得v1=
要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1-m2＞0，
m1＞m2，
为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，r1=r2
故选C．
（2、3）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，
碰撞前入射小球的速度v1=
碰撞后入射小球的速度v2=
碰撞后被碰小球的速度v3=
若m1v1=m2v3+m1v2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，
带入数据得m1
所以需要测量质量和水平位移，用到的仪器是直尺、天平．
（4）利用此装置验证小球在斜槽上下滑过程中机械能守恒，即判断重力势能的减小量与动能的增加量是否相等，
重力势能的减小量为mgh1，小球平抛运动的时间t=
故答案为：（1）C
（2）AC
（3）m1
（4）S2=4h1h2
某同学设计了一个用打点计时器探究动量守恒的实验如图甲：
（1）将下列实验步骤正确排序
A．用天平测出小车A．B的质量m1．m2
B．将打点计时器固定在长木板的一端，用导线将打点计时器与电源相连，把纸带穿过打点计时器连在小车A的后面
C．取下纸带，通过纸带测出它们碰撞前后的速度
D．接通电源，推动小车A使之匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合一体，并继续做匀速运动
E．在固定打点计时器的长木板一端下面垫上小木片用以平衡摩擦力，使小车A能带动纸带做匀速直线运动
正确排序是______．______．______．______．______．
（2）若已得到打点纸带，并将测得各计数点间距标在下面（如图乙），A为运动起始的第一点，则应选______段来计算A车的碰前速度，应选______段来计算A车和B车碰后的共同速度．（以上两空填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）
（3）已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得，碰前总动量=______kg•m/s；碰后总动量=______kg•m/s．（结果保留三位有效数字）
正确答案
（1）实验的正确顺序为A、B、E、D、C．
（2）在碰撞前小车A匀速运动时在相同的时间内通过的位移相同，故相邻点之间的距离相同．而AB之间的距离并不相同，故应选BC段计算碰撞之前的速度．而CD段相邻两点之间的距离也不相同，故应该选DE段计算碰撞后的速度．
（3）碰撞之前的动量P1=m1v1=m1×
碰撞后的动量P2=（m1+m2）v2=（m1+m2）×
故答案为（1）A、B、E、D、C．
（2）BC；DE．
（3）0.420；0.417．
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