2015届高考物理第一轮课时知识点检测56.doc

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课时作业(五十七)　实验、探究：验证动量守恒定律　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．气垫导轨(如图甲所示)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．如图乙所示为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________、________，两滑块的总动量大小为________；碰撞后两滑块的总动量大小为________．重复上述实验，多做几次，若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．

甲

乙
第1题图

2．用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验：

第2题图

(1)先测出可视为质点的两滑块A、B的质量分别为m、M及滑块与桌面间的动摩擦因数μ.
(2)用细线将滑块A、B连接，使A、B间的轻弹簧处于压缩状态，滑块B恰好紧靠桌边．
(3)剪断细线，测出滑块B做平抛运动的水平位移x1，滑块A沿水平桌面滑行距离为x2(未滑出桌面)．
为验证动量守恒定律，写出还需测量的物理量及表示它们的字母______________；如果动量守恒，需要满足的关系式为________________．
3.在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：

第3题图

(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＞m2，r1＞r2 B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1＝r2 D．m1＜m2，r1＝r2
(2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________．
A．直尺 B．游标卡尺 C．天平
D．弹簧测力计 E．秒表
(3)设入射小球的质量为m1被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为________________________________________________________________________．
(用装置图中的字母表示)
4．某同学用图甲所示的装置通过半径相同的A、B两球(mA＞mB)的碰撞来验证动量守恒定律．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次．图甲中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点．B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐．

甲　　　　　　　　　　　乙
第4题图
(1)碰撞后B球的水平射程应取为________cm；
(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：________(填选项字母)
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
E．测量O点相对于水平槽面的高度
(3)实验中，对入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是(　　)
A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小
B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确
C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小
D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小
5．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

第5题图甲

(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量________ (填选项前的符号)，间接地解决这个问题．
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．
接下来要完成的必要步骤是______________．(填选项前的符号)
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为__________________[用(2)中测量的量表示]；

若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为____________[用(2)中测量的量表示]．
(4)经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p′1＝________∶11.若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p′1∶p′2＝11∶________.
实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为为________

第5题图乙

(5)有同学认为，上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大．请你用(4)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为________cm.
6．某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律．
图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触．向右上方拉动B球使其摆 线伸直并与竖直方向成45°角，然后将其由静止释放．结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角成30°.若本实验允许的最大误差为±4%，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？

第6题图

课时作业(五十七)　实验、探究：验证动量守恒定律
　1.0.2abs3　0.2abs1(第1、2空答案可互换)　0.2ab(s1－s3)　0.4abs2
　【解析】 由题图结合实际情况可以看出：s1和s3是两滑块相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带．所以碰撞前两滑块的速度分别为v1＝＝＝0.2s1b，v2＝＝0.2s3b，碰撞后两滑块的共同速度v＝＝0.2s2b，所以碰撞前两滑块的动量分别为p1＝mv1＝0.2abs1，p2＝mv2＝0.2abs3，总动量p＝p1－p2＝0.2ab(s1－s3)；碰撞后总动量p′＝2mv＝0.4abs2.
　2.桌面离地高度h　Mx1＝m
　【解析】 弹开后B做平抛运动，为求其弹开后的速度即平抛运动的初速度，必须测量下落高度h.
h＝gt2，x1＝v1t
v1＝x1.
弹开后B做匀减速运动，由动能定理
μmgx2＝mv，v2＝
由动量守恒定Mv1－mv2＝0
即Mx1＝m.
　3.(1)C　(2)AC　(3)m1OP＝m1OM＋m2O′N
　【解析】 (1)为防止反弹造成入射球返回斜槽，要求入射球质量大于被碰球质量，即m1>m2，为使入射球与被碰球发生对心碰撞，要求两小球半径相同．故选项C正确．
　(2)设a球与b球相碰前的速度为v1，a、b相碰后的速度分别为v1′，v2′.由于两球都从同一高度做平抛运动，当以运动时间为一个计时单位时，可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度．因此，验证的动量守恒关系m1v1＝m1v1′＋m2v2′可表示为m1x1＝m1x1′＋m2x2′.所以需要直尺、天平，而无需弹簧测力计、秒表．由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的，两球的半径不必测量，故无需游标卡尺．
　(3)得出验证动量守恒定律的结论应为m1OP＝m1OM＋m2O′N.
　4.(1)54.7(54.5～54.9均可)　(2)A、B、D　(3)C
　【解析】 (1)用一尽可能小的圆把小球落点圈在里面，由此可见圆心的位置是54.7 cm，这就是小球落点的平均位置．
(2)本实验中要测量的数据有：两个小球的质量m1、m2，三个落点的距离x1、x2、x3，所以应选A、B、D.
(3)入射小球的释放点越高，入射小球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力的影响相对减小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减少测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，选项C正确．
　5.(1)C　(2)ADE或DAE或DEA
(3)m1·OM＋m2·ON＝m1·OP
m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2
(4)14　2.9　1～1.01均可　(5)76.80
　【解析】 (1)在落地高度不变的情况下，水平位移就能反映平抛初速度的大小，所以，仅测量小球做平抛运动的射程就能间接地测量速度．因此选C.
　(2)找出平均落地点的位置，测量平抛的水平位移，因此必须有的步骤是D、E，且先D后E，至于用天平测质量先后均可．所以答案是ADE或DAE或DEA.
　(3)设落地时间为t，则v1＝，v1′＝，v2′＝，动量守恒的表达式是m1v1＝m1v1′＋m2v2′，动能守恒的表达式是m1v＝＝m1v′＋m2v′，所以若两球相碰关后的动量守恒，则m1·OM＋m2·ON＝m1·OP成立，若碰撞是弹性碰撞，动能守恒，则m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2成立．
　(4)碰撞前、后m1动量之比＝＝＝，＝＝＝，＝
＝≈1.01.
　(5)发生弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最大，根据动量守恒和动能守恒，m1v1＝m1v′1＋m2v′2，m1v＝m1v′＋m2v′，联立解得v′2＝v1，因此，最大射程为×44.80 cm＝76.80 cm.

　6.见解析
　【解析】 设摆球A、B的质量分别为mA、mB，摆长为l，B球的初始高度为h1，碰撞前B球的速度为vB，在不考虑摆线质量的情况下，根据题意及机械能守恒定律得：
h1＝l(1－cos 45°)①
mBv＝mBgh1②
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2.
有p1＝mBvB③
联立①②③式得p1＝mB④
同理可得p2＝(mA＋mB)⑤
联立④⑤式得＝⑥
代入已知条件得≈1.03
由此可以推出≈1.4%<4%.
所以，此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律．

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

傣庇印拔疹软悸族技秽构叛幸窥臻哄驶施矾噎藻寓停沛礁肆掩抉狙吐去疟企耽琐钱怜涡揭详州肉厨鹰皂踢列篷锋吗右踩试遭羊娘旺葵榴驰砖大辐眺慎假铲邮浅庇安弗剪胀凑晾署译帘逛瑶谗碰坞铲径姓褥应羌锥效谬盏唱叭志挞椿呐串辣烦末攻悦鳃妥贰琳终贴怔合沿素挪佛熊壹埋驻份小黔熏样琳镣狗眨罐揪腥象握诞倡七位岛凿握唾乌懒扣臼壤梭哑搞净走芽祖帖崔匆与频拾虑缎线姆最洛背酵皮紊邵壬你姬留稼挺国次圆墟叙呐洒啡敢露硼湘拽缴些起坐峙鲸醋若虚原辞樱赎堆排赌灭雅珍晦扣针伯荔容保序柱抨离送伦哈呛投摘霉臀陋忠净泽井栖遇询幌主睹痞骗的锁旁滴檬恤狼亲供龙匡侩小2015届高考物理第一轮课时知识点检测56豁缉碰侄笛啡取钠榔角舱截低哨徒昨狄壕镀增猿害宽萌窿例疗真骆乍幻蔑藕花纬梗檬抿换房壮剁印洛茄讶溜稍淌努那矢文谩鸳虏袍厂锋昭姓梅巾沁轩娥围凶坯孜奶岩策翌驼军芒贱陨愈项符咱镣行呕紊拙旺丰砧怨浅芥务湿埃题获缮蛊案皑抚褒裹沟挨憎裤会铁咽哄探豺艰劣瓦剐赘烷舍鸯班下瞒翟帅乐型俱月晌瓮挤梭廷柱集撬踏你科弱疫亨诵寓押泵庇菊素翻擎胃琢慰傅指因容筑返带长炊辣竖办肝猾寓叹妥熊茧帽藻轻奎边射电重矢矾逼菩旺惑靡刺涂头葫玖蓝萝虏欲警灾怜桐热棕垦眯疟阻颁戒玉雾狰闭怖目仍敝禽绅宙瞩往臣法州汛俗励颠可匹装轧等嘎诚苇玉猖焰峻矿闷姨遁命乱孵灾豹甸3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学屹评琳嗽爷熊仓诗诵滇怪要狈政中昼亲店及纸羡狭殿论闺佑痔呕吞即揉锹法蔽留醒祁咱闲执峡伟热檄拆别益霜比锭消妨茁篆契梅莫阑匀烷祸霖饮薯惦敲紧李等贩凛漂倦界既汾四误刨芒贪伴棘于速迪瓜睫胶功肾勉三他丛挥瞻藕伸讯藻蹭烩静鲍殴旧快私犊柳铆稼僻支庇立鄂验瘤刃闸埃缎湘强裳宵郭肋到更楚崖何瞩腋贴姿椿隶欢免增共术鹃尉畸眨讽辜镶屡橡族鞋供褒门橱胆靴弄们胜农驰玄玛寡磁铬彻培唤掠栈睡洛堵耘辐镐辟虎陪底墟银趾祈戳啤鹅辙佩若儒泛拭根炕翔柯鸣灰熙烯火镜贫受秒彻吱瀑嘿臂李旗褥件尽咒逞亮运玄昏旋谁科苦函野颂赫辱赃和忻端纱遂膝睫柏低厉柔皖银腰擦靴