高考物理二輪高頻考點(diǎn)專題突破專題36驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律專練目標(biāo)專練內(nèi)容目標(biāo)1利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（1T—3T）目標(biāo)2利用單擺驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（4T—6T）目標(biāo)3利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（7T—9T）目標(biāo)4利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和位移傳感器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（10T—12T）目標(biāo)5利用勻減速直線驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（13T—15T）【典例專練】一、利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1．如圖1所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究兩個(gè)小球碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。圖1中的O點(diǎn)為小球拋出點(diǎn)在記錄紙上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先使A球多次從斜軌上位置P靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置E。然后，把半徑相同的B球靜置于水平軌道的末端，再將A球從斜軌上位置P靜止釋放，與B球相碰后兩球均落在水平地面上，多次重復(fù)上述A球與B球相碰的過程，分別找到碰后A球和B球落點(diǎn)的平均位置D和F。用刻度尺測(cè)量出水平射程。測(cè)得A球的質(zhì)量為，B球的質(zhì)量為。（1）實(shí)驗(yàn)中，通過測(cè)量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來代替小球碰撞前后的速度。①實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件有__________。A．兩球的質(zhì)量必須相等

B．軌道末端必須水平C．A球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放②“通過測(cè)量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來代替小球碰撞前后的速度”可行的依據(jù)是___________。A．運(yùn)動(dòng)過程中，小球的機(jī)械能保持不變B．平拋運(yùn)動(dòng)的下落高度一定，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平射程與速度大小成正比（2）當(dāng)滿足表達(dá)式______時(shí)，即說明兩球碰撞中動(dòng)量守恒；如果再滿足表達(dá)式_______時(shí)，則說明兩球的碰撞為彈性碰撞。（用所測(cè)物理量表示）（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)采用另一方案：使用半徑不變、質(zhì)量分別為的B球。將A球三次從斜軌上位置P靜止釋放，分別與三個(gè)質(zhì)量不同的B球相碰，用刻度尺分別測(cè)量出每次實(shí)驗(yàn)中落點(diǎn)痕跡距離O點(diǎn)的距離，記為。將三組數(shù)據(jù)標(biāo)在圖中。從理論上分析，圖2中能反映兩球相碰為彈性碰撞的是____________?！敬鸢浮?/p>

BC##CB

B

A【詳解】（1）[1]A．為防止碰后小球A反彈，應(yīng)使A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；B．為保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，軌道末端必須水平，故B正確；C．為保證小球A到軌道末端時(shí)的速度相等，A球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放，故C正確。故選BC。[2]小球做平拋運(yùn)動(dòng)的過程，有；整理得，發(fā)現(xiàn)，平拋運(yùn)動(dòng)的下落高度一定，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平射程與速度大小成正比。故選B。（2）[3]因?yàn)榭捎眯∏蜃銎綊佭\(yùn)動(dòng)的水平射程來代替小球拋出時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒有[4]若碰撞過程為彈性碰撞，則機(jī)械能守恒，有即（3）[5]因?yàn)榕鲎睬?，球A的速度不變，則球A單獨(dú)落地時(shí)的一直不變。根據(jù)整理得因?yàn)槿M數(shù)據(jù)中球B的質(zhì)量不同，故圖像中，三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率不同，且代入數(shù)據(jù)得斜分別為，，故選A。2．為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒和檢驗(yàn)兩個(gè)小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同學(xué)選取了兩個(gè)體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實(shí)驗(yàn)：①用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量（分別為m1和m2，且m1>m2）。②按照如圖所示的那樣，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置。將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端處的切線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端。③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置。④將小球m2放在斜槽末端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和m2在斜面上的落點(diǎn)位置。⑤用毫米刻度尺量出各個(gè)落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)B的距離，圖中D、E、F點(diǎn)是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個(gè)落點(diǎn)位置，到B點(diǎn)的距離分別為LD、LE、LF。（1）小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)是圖中的___________點(diǎn)，m2的落點(diǎn)是圖中的___________點(diǎn)。（2）用測(cè)得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式___________，則說明碰撞中動(dòng)量守恒。（3）用測(cè)得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式___________，則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞?！敬鸢浮?/p>

D

F

【詳解】（1）[1][2]小球和小球相撞后，小球的速度增大，小球的速度減小，都做平拋運(yùn)動(dòng)，所以碰撞后球的落地點(diǎn)是D點(diǎn)，m2的落點(diǎn)是圖中的F點(diǎn)。（2）[3]碰撞前，小于落在圖中的E點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為，小球和發(fā)生碰撞后，的落點(diǎn)在圖中的D點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為，的落點(diǎn)是圖中的F點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為，設(shè)斜面BC與水平面的傾角為，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得解得同理可解得所以只要滿足即則說明兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒。（3）[4]若兩小球的碰撞是彈性碰撞，則碰撞前后機(jī)械能沒有損失。則要滿足關(guān)系式即3．小江為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置，取一段中心處有一小孔、兩端開口的PV管，將PV管水平放置擱置在圖示木架上。選擇兩個(gè)材質(zhì)和體積均相同的打孔小球（直徑略小于25mm），用一根細(xì)繩穿過兩小球?qū)椈蓧嚎s至PV管的中間，調(diào)整兩小球，使兩小球距出口位置保持相同。點(diǎn)燃火柴，通過管中小孔燒斷細(xì)線，兩小球在彈簧的彈力作用下，分別從玻璃管的兩個(gè)端口飛出，落至水平臺(tái)面的A，B兩處?；卮鹣铝袉栴}：（1）本次“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)只需要測(cè)量的物理量是______。A．彈簧的壓縮量B．兩小球的質(zhì)量mC．管口中心到水平臺(tái)面的高度hD．小球落地點(diǎn)A、B到管口正下方的水平距離和（2）利用上述測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是______。（3）若小江要通過該裝置得到細(xì)繩燒斷前彈簧的彈性勢(shì)能，除了要查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭外，還需要測(cè)量______（用測(cè)量量的字母表示），根據(jù)已知量和測(cè)量量寫出彈性勢(shì)能的表達(dá)式：______?！敬鸢浮?/p>

D

小球的質(zhì)量m、管口中心到水平臺(tái)面的高度h

【詳解】(1)[1]因?yàn)閮尚∏蛳嗤?，根?jù)動(dòng)量守恒定律表達(dá)式小球平拋后下落時(shí)間相同，水平速度與水平位移和成正比，所以只需要測(cè)量和，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D；(2)[2]兩小球下落高度相同，所以下落時(shí)間相同，故水平速度與水平位移和成正比，由；聯(lián)立可得驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式(3)[3][4]根據(jù)能量守恒又和可知要通過該裝置得到細(xì)繩燒斷前彈簧的彈性勢(shì)能，還需要測(cè)量小球的質(zhì)量m、管口中心到水平臺(tái)面的高度h；可得彈性勢(shì)能的表達(dá)式二、利用單擺驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律4．如圖所示為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的裝置示意圖，弧形管道固定在鐵架臺(tái)上，末端系鉛垂線。A、B是兩個(gè)相同大小的鋼球，直徑為d、質(zhì)量分別為，管道內(nèi)徑略大于鋼球直徑。B球用長為l的細(xì)線懸掛，通過調(diào)整懸點(diǎn)高度使其剛好位于管道末端出口處，使A球從某一高度沿管道滾下與B球正碰，碰撞后，B球繞懸點(diǎn)擺動(dòng)，最大擺角為，A球飛出后下落高度H，落在水平地面上的P點(diǎn)，OP間的水平距離為s，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。（1）兩球碰撞后瞬間，B球獲得的速度大小可表示為______（用題中所給符號(hào)表示）。（2）下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的做法正確的是______。A．實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)管道末端水平，保證碰撞前、后A球水平飛出B．為測(cè)量A球碰前速度大小需記錄小球從管道滾下的豎直高度C．利用鉛垂線找到A球飛出時(shí)在水平地面上的投影點(diǎn)O，進(jìn)而測(cè)量飛出的水平距離sD．本實(shí)驗(yàn)可以不測(cè)量速度的具體數(shù)值，因此不需要知道A球下落的高度H（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒。請(qǐng)寫出碰前系統(tǒng)具有的總動(dòng)量大小______（用題中所給符號(hào)表示）?！敬鸢浮?/p>

AC

【詳解】（1）[1]兩球碰撞后，B球由靜止擺到圖示位置，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得解得（2）[2]A．本實(shí)驗(yàn)與平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)相結(jié)合，將小球的速度測(cè)量轉(zhuǎn)換成距離測(cè)量，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理，因此實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)管道末端水平，保證碰撞前后A球做平拋運(yùn)動(dòng)，A正確；B．為測(cè)量A球碰前速度大小需要將A球單獨(dú)釋放，不與B球發(fā)生碰撞時(shí)，測(cè)量平拋運(yùn)動(dòng)的水平和豎直位移，如果通過記錄小球從管道滾下的豎直高度，由于不知道管道的光滑程度不能利用機(jī)械能守恒計(jì)算碰前速度，B錯(cuò)誤；C．利用鉛垂線找到A球飛出時(shí)在水平地面上的投影點(diǎn)O，進(jìn)而測(cè)量飛出的水平距離s，C正確；D．本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量速度的具體數(shù)值，D錯(cuò)誤。故選BC。（3）[3]根據(jù)動(dòng)量守恒定律，兩球碰撞過程中滿足；A球碰后的速度為，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律；；碰前系統(tǒng)具有的總動(dòng)量大小為5．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。將質(zhì)量為m1的球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)下方桌子的邊緣有一豎直立柱，將球2置于立柱上。實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)懸點(diǎn)，使球1靜止時(shí)恰與立柱上的球2接觸且兩球等高。將球1拉離平衡位置，保持細(xì)線拉直，用量角器測(cè)量出細(xì)線與豎直方向的夾角為，由靜止釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與質(zhì)量為m2的球2發(fā)生對(duì)心碰撞。碰后球1反彈，球2落到水平地面上。測(cè)量出球2到地面的高度H和球2做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移s，然后再測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)，即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒。已知重力加速度為g，兩球均可以看成質(zhì)點(diǎn)。（1）要完成上述實(shí)驗(yàn)，還需要測(cè)量的物理量是______。A．球1反彈的最大偏角B．直角量角器的半徑RC．懸點(diǎn)到球1的距離L（2）球2碰撞后的速率的表達(dá)式v2=______；根據(jù)測(cè)量的物理量，該實(shí)驗(yàn)中兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒的表達(dá)式為______。[均用題干所給物理量和（1）中所測(cè)物理量表示]【答案】

AC##CA

【詳解】(1)[1]由實(shí)驗(yàn)過程知，除了已經(jīng)測(cè)量的兩球的質(zhì)量、球2的水平、豎直位移外，要計(jì)算速度還必須知道擺長（球1到懸點(diǎn)的距離L）和球1反彈的最大偏角，故AC正確，B錯(cuò)誤。故選AC；(2)[2]碰撞后球2做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，碰撞后球2的速度為v2，則球2碰后速度[3]小球擺動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得解得碰撞前球1的速度同理可得，碰撞后球1的速度大小方向向右，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得整理得6．利用“類牛頓擺”驗(yàn)證碰撞過程中的動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)半徑相同的球1和球2，細(xì)線若干，坐標(biāo)紙、刻度尺。（1）實(shí)驗(yàn)步驟如下：①測(cè)量小球1、2的質(zhì)量分別為、，將小球各用兩細(xì)線懸掛于水平支架上，各懸點(diǎn)位于同一水平面，如圖甲；②將坐標(biāo)紙豎直固定在一個(gè)水平支架上，使坐標(biāo)紙與小球運(yùn)動(dòng)平面平行且盡量靠近．坐標(biāo)紙每一小格是邊長為d的正方形，將小球1拉至某一位置A，由靜止釋放，垂直坐標(biāo)紙方向用手機(jī)高速連拍；③分析連拍照片得出，球1從A點(diǎn)由靜止釋放，在最低點(diǎn)與球2發(fā)生水平方向的正碰，球1反彈后到達(dá)最高位置為B，球2向左擺動(dòng)的最高位置為C如圖乙，已知重力加速度為g，碰前球1的動(dòng)量大小為________．若滿足關(guān)系式__________，則驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒；（2）與用一根細(xì)線懸掛小球相比，本實(shí)驗(yàn)采用雙線擺的優(yōu)點(diǎn)是：_____________；（3）將球1和球2分別更換為半徑相同的球3和球4，在某高度由靜止釋放球3，在最低點(diǎn)與靜止的球4水平正碰后，球3向右反彈擺動(dòng)，球4向左擺動(dòng)。若為彈性碰撞，則可判斷球3的質(zhì)量__________（選填“大于”“等于”或“小于”）球4的質(zhì)量；若為非彈性碰撞，則___________（選填“能”或“不能”）比較兩球質(zhì)量大小，理由是：_____________?！敬鸢浮?/p>

見解析

小于

能

見解析【詳解】(1)[1]對(duì)球1，根據(jù)動(dòng)能定理得碰前動(dòng)量為[2]同理，碰后小球1、2的速度分別為如果動(dòng)量守恒，則滿足聯(lián)立，可得(2)[3]雙線擺能保證小球運(yùn)動(dòng)更穩(wěn)定，使得小球運(yùn)動(dòng)軌跡在同一豎直平面內(nèi)，避免小球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)。(3)[4]若為彈性碰撞，則有，解得球3向右反彈擺動(dòng)，所以球3的質(zhì)量小于球4的質(zhì)量。[5][6]如果小球3碰后反彈，根據(jù)動(dòng)量守恒，可知同時(shí)滿足碰后機(jī)械能不增加，有可知，必然小于。利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律7．某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來研究動(dòng)量守恒定律，光電門1、2固定在氣墊導(dǎo)軌上，質(zhì)量分別為mA=0.4kg和mB=0.1kg的兩個(gè)滑塊（含遮光片）從光電門1、2的外側(cè)勻速相向運(yùn)動(dòng)，在兩個(gè)光電門之間某位置發(fā)生碰撞并粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到氣墊導(dǎo)軌一端時(shí)立刻被鎖定。（1）兩滑塊上的遮光片寬度相同，用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片寬度的結(jié)果如圖乙所示，則遮光片的寬度為__________mm；（2）實(shí)驗(yàn)中光電門2記錄了三次擋光時(shí)間均為t=0.045s，則碰撞前滑塊B的速度大小為_________m/s，碰撞后滑塊整體的速度大小為_________m/s；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（3）實(shí)驗(yàn)過程中，該同學(xué)忘了記錄滑塊A經(jīng)過光電門1的時(shí)間，若碰撞過程中兩滑塊的動(dòng)量守恒，則滑塊A通過光電門1的時(shí)間為_________s（結(jié)果保留3位小數(shù)）?！敬鸢浮?/p>

4.50

0.10

0.10

0.030【詳解】（1）[1]20分度的游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為（2）[2][3]光電門2記錄的3次擋光時(shí)間，分別為碰撞前滑塊B經(jīng)過的時(shí)間，碰撞后滑塊B和滑塊A粘在一起經(jīng)過的時(shí)間，所以碰前滑塊B及滑塊整體通過光電門2的速度大小均為（3）[4]碰撞過程動(dòng)量守恒，則有解得所以滑塊A經(jīng)過光電門1的時(shí)間為8．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)開始前在水平放置的氣墊導(dǎo)軌左端裝一個(gè)彈射裝置，打開控制開關(guān)，滑塊可被彈射裝置向右彈出?；瑝KA和滑塊B上裝有相同寬度的擋光片，在相碰的端面裝有輕質(zhì)彈性架。實(shí)驗(yàn)開始前，滑塊A被彈射裝置鎖定，滑塊B靜置于兩個(gè)光電門之間。（1）打開控制開關(guān)，滑塊A被彈出。數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了擋光片通過光電門1的時(shí)間△t1，擋光片先后通過光電門2的時(shí)間分別為△t2和△t3，則滑塊A（含擋光片）與滑塊B（含擋光片）的質(zhì)量大小關(guān)系是mA____mB（選填“大于”“等于”或“小于”）。（2）若滑塊A和滑塊B的碰撞過程中滿足動(dòng)量守恒，則應(yīng)滿足的關(guān)系式為___________________（用“mA、mB、△t1、△t2、△t3”表示）。（3）若滑塊A和滑塊B的碰撞是彈性碰撞，則=___________（用“”表示）。【答案】

大于

【詳解】（1）[1]設(shè)滑塊A與滑塊B碰撞前瞬間的速度為vA，碰撞后瞬間A、B的速度分別為、，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有①根據(jù)能量守恒定律有

②聯(lián)立解得

③；④計(jì)算機(jī)顯示光電門1有一個(gè)時(shí)間記錄，光電門2有兩個(gè)時(shí)間記錄，說明A與B碰撞后未反彈，即與的方向相同，可知。[2]設(shè)擋光片寬度為d，由題意可得⑤；⑥；⑦碰撞過程中滿足動(dòng)量守恒，則應(yīng)滿足的關(guān)系式為⑧即⑨（3）[3]由

③④⑥⑦可得解得9．采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，將白紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上，鋼球沿斜槽軌道滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。（1）關(guān)于斜槽軌道和小球，正確的說法是______（多選）A．斜槽軌道必須光滑

B．斜槽軌道末段水平

C．小球表面必須光滑

D．小球的密度大體積?。?）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，下列操作正確的是______（多選）A．記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些

B．每次必須由同一位置靜止釋放小球C．每次必須等距離下降記錄小球位置

D．確定y軸時(shí)，y軸必須平行于重錘線E．確定坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，靜置于Q點(diǎn)的鋼球的最上端對(duì)應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn)（3）小明通過改進(jìn)上述“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．撤去硬板和水平擋板，在緊靠Q端放置一光電門，記錄小球通過光電門的時(shí)間，即可研究入射小球和被碰小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系，如圖2所示．①實(shí)驗(yàn)中小球和要滿足一些條件，下列選項(xiàng)中正確的是______；A．必需光滑

B．半徑相等

C．質(zhì)量相等

D．小球大些②實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射小球從傾斜導(dǎo)軌上位置P處靜止釋放，測(cè)出小球通過光電門的時(shí)間．然后，把被碰小球靜止置于導(dǎo)軌的水平部分末端Q處，再將入射小球從傾斜軌上相同的位置P處靜止釋放，與小球相碰，光電門先后記錄小球和通過光電門的時(shí)間和．為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，還需要測(cè)量的物理有______；A．用天平測(cè)量兩個(gè)小球的質(zhì)量

B．測(cè)量小球開始釋放的高度hC．測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H

D．小球和的直徑③用②中測(cè)量的量表示，兩球相碰前后的動(dòng)量守恒的表達(dá)式為_______；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為_______。【答案】

BD

ABD

B

A

【詳解】（1）[1]AB．為了能作出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，一定要使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，所以斜槽軌道不一定要光滑，可斜槽軌道末段必須是水平，A錯(cuò)誤，B正確；CD．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，小球應(yīng)選密度大體積小，但不一定必須光滑，C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。（2）[2]A．要使描出的軌跡更好的反映小球的真實(shí)一定情況，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些，A正確；

B．描出的小球運(yùn)動(dòng)軌跡是同一個(gè)運(yùn)動(dòng)的軌跡，因此每次必須由同一位置靜止釋放小球，B正確；C．只要描出小球落在擋板上的位置即可，每次不一定等距離下降記錄小球位置，C錯(cuò)誤；D．確定y軸時(shí)，y軸必須平行于重錘線，否則會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，D正確；E．確定坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，靜置于Q點(diǎn)的鋼球的中間位置對(duì)應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn)，E錯(cuò)誤。故選ABD。（3）①[3]AB．實(shí)驗(yàn)中小球和要對(duì)心碰撞，所以半徑要相等，但不一定光滑，A錯(cuò)誤，B正確；C．和碰撞后，不能反彈，質(zhì)量要求＞，C錯(cuò)誤；D．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，小球應(yīng)選密度大，體積小的，D錯(cuò)誤。故選Ｂ；②[4]A．為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，應(yīng)知道小球的質(zhì)量，要用天平測(cè)量兩個(gè)小球的質(zhì)量，A正確；B．只要讓小球從同一高度由靜止釋放即可，不需要測(cè)量小球開始釋放的高度h，B錯(cuò)誤；C．因小球下落的高度相同，下落的時(shí)間都相同，所以不需要測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H，C錯(cuò)誤；D．兩小球是對(duì)心正碰，只要小球和的直徑相等即可，不需要測(cè)量小球直徑，D錯(cuò)誤。故選A。③[5]設(shè)小球碰撞前速度為v1，碰撞后速度為v3，小球碰撞后速度為v2，兩小球的直徑為d，則有兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，則有則有整理得表達(dá)式為[6]若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足動(dòng)能守恒，則有則有整理得表達(dá)式為四、利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和位移傳感器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律10．如圖甲所示，在做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)。在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz，長木板右端下面墊放小木片用以平衡摩擦力。（1）若打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距（已標(biāo)在圖上）。A為打下的第一點(diǎn)，則應(yīng)選______段來計(jì)算A的碰前速度，應(yīng)選______段來計(jì)算A和B碰后的共同速度。（以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”）（2）已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1＝0.40kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.20kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得碰前總動(dòng)量為______kg·m/s，碰后總動(dòng)量為______kg·m/s。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：______。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】

BC

DE

1.26

1.25

誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒【詳解】（1）[1]推動(dòng)小車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，故小車有加速過程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即在相同的時(shí)間內(nèi)通過的位移相同，由紙帶上的點(diǎn)跡規(guī)律可知BC段為勻速運(yùn)動(dòng)的階段，故選BC段計(jì)算A碰前的速度。[2]碰撞過程是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的過程，而A和B碰后共同運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故在相同的時(shí)間內(nèi)通過的位移相同，由以上分析可知應(yīng)選DE段來計(jì)算A和B碰后的共同速度。（2）[3]由題圖乙可知，BC＝31.50cm＝0.3150m，DE＝20.85cm＝0.2085m；碰前A的速度碰后A、B的共同速度碰前總動(dòng)量[4]碰后的總動(dòng)量[5]由此可說明在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒。11．某同學(xué)利用圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：Ⅰ.沿實(shí)驗(yàn)桌左右移動(dòng)墊塊，直至接通交流電源后，輕推小車A，與小車相連的紙帶上打出一系列分布均勻的點(diǎn)跡（相鄰兩點(diǎn)間的間距相等），斷開電源；Ⅱ.將小車B（未畫出，與小車A完全相同）靜置于長木板上的P處，并將適量砝碼放在小車B中；Ⅲ.接通電源，沿木板方向向下輕推一下小車A，使小車獲得一切速度，兩車碰撞后黏合在一起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)跡，如圖乙所示；Ⅳ.用天平測(cè)得小車A的質(zhì)量為195g，小車B與鉤碼的總質(zhì)量為240g。（1）在步驟Ⅰ中，要求紙帶上打出的點(diǎn)跡分布均勻的原因是____________。（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電源的頻率為50Hz，則碰撞前瞬間系統(tǒng)的總動(dòng)量=______（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），碰撞后瞬間系統(tǒng)的總動(dòng)量=______（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，滿足，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒得到驗(yàn)證。【答案】

為了保證小車所受合力為零

0.930

0.927【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力，適當(dāng)墊高木板右端輕推小車，與小車相連的紙帶上打出一系列分布均勻的點(diǎn)跡，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所受合力為零，恰好平衡摩擦力。（2）[2]電源頻率為50Hz，打點(diǎn)時(shí)間間隔0.02s，碰撞前小車A的速度碰撞后小車的速度碰撞前瞬間系統(tǒng)的總動(dòng)量[3]碰撞后瞬間系統(tǒng)的總動(dòng)量12．某同學(xué)設(shè)計(jì)了用位移傳感器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。A、B是材料相同的兩個(gè)滑塊。（1）用墊塊墊起長木板的右端，使之具有一定的傾角，調(diào)節(jié)傾角，輕推一下A滑塊（前端粘有橡皮泥），然后通過位移傳感器和電腦觀察A滑塊位移與時(shí)間的關(guān)系，當(dāng)呈現(xiàn)的圖像為圖乙中的______（填“A”“B”或“C”）時(shí)，說明實(shí)驗(yàn)裝置已經(jīng)調(diào)整好；（2）把A、B兩滑塊放在長木板合適的位置，輕推一下A滑塊，A滑塊向下運(yùn)動(dòng)與B滑塊發(fā)生碰撞并粘在一起向下運(yùn)動(dòng)；（3）通過傳感器和電腦記錄A滑塊的位移一時(shí)間圖像如圖丙所示：實(shí)驗(yàn)前測(cè)得A、B兩滑塊的質(zhì)量分別為0.20kg和0.29kg，碰撞前A滑塊的動(dòng)量p1=______kg·m/s，碰撞后A、B兩滑塊的總動(dòng)量p2=______kg·m/s，若在誤差允許的范圍內(nèi)p1約等于p2，就可以得出A、B兩滑塊在碰撞過程中動(dòng)量守恒?！敬鸢浮?/p>

C

0.100

0.098【詳解】（1）[1]當(dāng)呈現(xiàn)的圖像為圖乙中的C圖時(shí)，滑塊A作勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力沿斜面分力與摩擦力平衡，故選C。（3）[2]碰撞前A滑塊的速度為，A滑塊的動(dòng)量為[3]碰撞后A、B兩滑塊的速度為碰撞后A、B兩滑塊的總動(dòng)量為五、利用勻減速直線驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律13．某同學(xué)做“驗(yàn)證碰撞過程中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，曲面體與足夠長的長木板固定在水平面上，曲面體的曲面最底端與長木板左端上表面在P點(diǎn)平滑連接。（1）該同學(xué)先將物塊A放在曲面上的Q點(diǎn)由靜止釋放，物塊A滑上長木板后，最后停在長木板上，測(cè)出物塊A在長木板上滑行的距離L；然后將物塊B放在長木板左端上表面，讓物塊A仍從Q點(diǎn)由靜止釋放，兩物塊在P點(diǎn)發(fā)生正碰，碰后物塊A、B均沿長木板向右滑行，最后停下時(shí)，測(cè)出A、B在長木板上滑行的距離分別為、.對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求，下列說法正確的是______.A．物塊A的質(zhì)量應(yīng)大于物塊B的質(zhì)量B．物塊A、B與長木板的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)相同C．曲面應(yīng)盡可能的光滑D．Q點(diǎn)離木板的高度應(yīng)適當(dāng)大些（2）要驗(yàn)證兩物體碰撞過程中的動(dòng)量守恒，實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量的物理量是______________（寫出物理量的名稱和符號(hào)），若表達(dá)式_________________成立，則A、B兩物塊碰撞過程中動(dòng)量守恒得到驗(yàn)證?！敬鸢浮?/p>

ABD

物塊A的質(zhì)量、物塊B的質(zhì)量

【詳解】（1）[1]A．為了保證A與B相碰后，A能繼續(xù)向前滑行，物塊A的質(zhì)量應(yīng)大于物塊B的質(zhì)量，選項(xiàng)A正確；B．為了便于驗(yàn)證動(dòng)量守恒，應(yīng)保證物塊A、B與長木板的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，選項(xiàng)B正確；C．曲面是否光滑不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．Q點(diǎn)離木板的高度適當(dāng)大些，可以使A、B碰撞前后的速度較大，在長木板上滑行的距離較遠(yuǎn)，可以減少實(shí)驗(yàn)誤差，選項(xiàng)D正確.。（2）[2][3]要驗(yàn)證兩物體碰撞過程中的動(dòng)量守恒，還需要測(cè)量的物理量：物塊A的質(zhì)量、物塊B的質(zhì)量；設(shè)物塊與長木板的動(dòng)