2022届高考物理(人教版)第一轮复习课时作业-实验-验证动量守恒定律-Word版含答案.docx

试验验证动量守恒定律1.气垫导轨(如图10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连续运动。图11为某次试验打出的点迹清楚的纸带的一部分，在纸带上以相同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度x1、x2和x3。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_。重复上述试验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在试验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。图10图11解析打点周期T，打x1、x2、x3均用时。碰前其中一滑块的动量p1mv1ma0.2abx1，碰前另一滑块的动量p2mv2ma0.2abx3，故碰前总动量pp1p20.2ab(x1x3)，同理碰后总动量p2m0.4abx2。答案0.2abx10.2abx30.2ab(x1x3)0.4abx22为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同，体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行试验：步骤1：在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣，以便二者相撞以后能够马上结为整体；步骤2：安装好试验装置如图12，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾斜槽和水平槽由一小段弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；图12步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开头频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片、挑出其中最抱负的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图13所示。图13(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置_。在P5、P6之间在P6处在P6、P7之间(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是_。A、B两个滑块的质量m1和m2滑块A释放时距桌面的高度频闪照相的周期照片尺寸和实际尺寸的比例照片上测得的x45、x56和x67、x78照片上测得的x34、x45、x56和x67、x78、x89滑块与桌面间的动摩擦因数写出验证动量守恒的表达式_。(3)请你写出一条有利于提高试验精确度或改进试验原理的建议：_。解析(1)由图可得x123.00 cm，x232.80 cm，x342.60 cm，x452.40 cm，x562.20 cm，x671.60 cm，x781.40 cm，x891.20 cm。依据匀变速直线运动的特点可知A、B相撞的位置在P6处。(2)为了探究A、B相撞前后动量是否守恒，就要得到碰撞前后的动量，所以要测量A、B两个滑块的质量m1、m2和碰撞前后的速度。设照相机拍摄时间间隔为T，则P4处的速度为v4，P5处的速度为v5，由于v5，所以A、B碰撞前在P6处的速度为v6；同理可得碰撞后AB在P6处的速度为v6。若动量守恒则有m1v6(m1m2)v6，整理得m1(x452x56x34)(m1m2)(2x67x78x89)。因此需要测量或读取的物理量是。(3)若碰撞前后都做匀速运动则可提高试验的精确度。答案(1)(2)m1(x452x56x34)(m1m2)(2x67x78x89)(3)将轨道的一端垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动(其他合理答案也可)