實(shí)驗(yàn)八驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(限時(shí)40分鐘)1.氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器,它利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦.現(xiàn)用帶豎直擋板的氣墊導(dǎo)軌和帶有擋光片的滑塊1和2驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)步驟如下:a.用天平分別測(cè)出滑塊1、2的質(zhì)量m1、m2;b.用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊1、2上的擋光片的寬度d1;c.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使導(dǎo)軌處于水平;d.在滑塊1、2間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧(圖中未畫(huà)出),用電動(dòng)卡銷(xiāo)鎖定,靜止放置在兩光電門(mén)之間的氣墊導(dǎo)軌上;e.按下電鈕松開(kāi)卡銷(xiāo),記錄滑塊1通過(guò)光電門(mén)1的擋光時(shí)間t1以及滑塊2通過(guò)光電門(mén)2的擋光時(shí)間t2.(1)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量擋光片的寬度d1時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙所示,則d1=mm.

(2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為(用對(duì)應(yīng)的物理量的符號(hào)表示).

2.某校同學(xué)利用如圖所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.水平氣墊導(dǎo)軌上裝有光電門(mén)C和光電門(mén)D,滑塊A、B放在導(dǎo)軌上,位置如圖所示;滑塊A的右側(cè)裝有彈簧片,滑塊B的左側(cè)也裝有彈簧片,兩滑塊上方都固定有遮光片;光電門(mén)C、D分別連接著光電計(jì)時(shí)器(未完全畫(huà)出),可以記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間.實(shí)驗(yàn)步驟:A.測(cè)量滑塊A(含彈簧片)的質(zhì)量mA和滑塊B(含彈簧片)的質(zhì)量mB;B.測(cè)量滑塊A的遮光片的寬度d1和滑塊B的遮光片的寬度d2;C.給滑塊A一個(gè)向右的瞬時(shí)沖量,觀察A的運(yùn)動(dòng)情況和A與B相碰后A、B各自的運(yùn)動(dòng)情況;D.記下與光電門(mén)C相連的光電計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間:第一次時(shí)間為ΔtC1,第二次時(shí)間為ΔtC2;E.記下與光電門(mén)D相連的光電計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間,為ΔtD.實(shí)驗(yàn)記錄(如下表):mAmBd1d2ΔtC1ΔtC2ΔtD100g300g1.00cm1.00cm2.500ms4.900ms5.100ms數(shù)據(jù)處理(所有結(jié)果均保留3位有效數(shù)字):(1)碰撞前A的速度大小v0=4.00m/s,碰撞后A的速度大小v1=m/s.

(2)碰撞前后A的動(dòng)量變化量大小Δp=kg·m/s.

(3)碰撞后B的速度大小v2=1.96m/s.(4)碰撞前后B的動(dòng)量變化量大小Δp'=0.588kg·m/s.(5)本實(shí)驗(yàn)的相對(duì)誤差的絕對(duì)值可表達(dá)為δ=Δp-Δp'Δp×100%,若δ≤5%,3.[2023·舟山模擬]在“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)原理如圖乙所示.(1)實(shí)驗(yàn)室有如下A、B、C三個(gè)小球,則實(shí)驗(yàn)時(shí)入射小球應(yīng)該選取(填選項(xiàng)字母).

(2)小球釋放后落在復(fù)寫(xiě)紙上會(huì)在白紙上留下印跡.多次實(shí)驗(yàn),白紙上留下了10個(gè)印跡,如果用畫(huà)圓法確定小球的落點(diǎn)P,圖丙中畫(huà)的三個(gè)圓最合理的是(填選項(xiàng)前的字母).

A.A B.B C.C(3)關(guān)于本實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是(填選項(xiàng)前的字母).

A.小球每次都必須從斜槽上的同一位置由靜止釋放B.必須測(cè)量出斜槽末端到水平地面的高度C.實(shí)驗(yàn)中需要用到重垂線D.斜槽必須足夠光滑且末端保持水平(4)若兩球發(fā)生彈性碰撞,用刻度尺測(cè)量M、P、N距O點(diǎn)的距離x1、x2、x3,通過(guò)驗(yàn)證等式(用題中所給字母表示)是否成立,從而驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.

(5)若兩球發(fā)生彈性碰撞,則下列式子成立的是(填選項(xiàng)前的字母).

A.x3=x1+x2B.2x2=x1+x3C.x(6)某同學(xué)通過(guò)測(cè)量和計(jì)算發(fā)現(xiàn),兩小球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒,但有機(jī)械能損失,并得到圖丁所示的落點(diǎn)痕跡,由此可以判斷出圖丁中的P點(diǎn)是(填選項(xiàng)前的字母).

A.未放被碰小球,入射小球的落地點(diǎn)B.入射小球碰撞后的落地點(diǎn)C.被碰小球碰撞后的落地點(diǎn)4.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,實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:ⅰ.調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平,并將氣墊導(dǎo)軌固定,用電子秤測(cè)得兩滑塊的質(zhì)量分別為m1=0.200kg和m2=0.400kg;ⅱ.將滑塊A、B放在導(dǎo)軌上,調(diào)節(jié)B的位置,使A與B接觸時(shí),A的左端到左邊擋板的距離x1與B的右端到右邊擋板的距離x2相等,測(cè)得x1=x2=0.450m;ⅲ.使A以一定的初速度沿氣墊導(dǎo)軌向左運(yùn)動(dòng),先后與左邊擋板、B碰撞,用手機(jī)的“聲學(xué)秒表”軟件記錄A從與左邊擋板碰撞時(shí)刻開(kāi)始到與B碰撞所用的時(shí)間t0=0.90s,分別記錄從A和B碰撞時(shí)刻開(kāi)始到各自撞到擋板所用的時(shí)間tA=3.30s和tB=1.44s.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)中,A、B碰撞后的運(yùn)動(dòng)方向相反,則應(yīng)選取質(zhì)量為kg的滑塊作為B;

(2)A、B從開(kāi)始接觸到分離,A的動(dòng)量變化量大小是kg·m/s,B的動(dòng)量增加量是kg·m/s;(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

(3)A、B的這次碰撞是非彈性碰撞的依據(jù)是.

A.1t0>1C.1t0<15.在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,a、b是兩個(gè)半徑相等的小球,按照以下步驟進(jìn)行操作:①在平木板表面釘上白紙和復(fù)寫(xiě)紙,并將該平木板豎直立于緊靠槽口處,將小球a從斜槽軌道上固定點(diǎn)處由靜止釋放,撞到平木板并在白紙上留下痕跡O;②將平木板水平向右移動(dòng)一定距離并固定,再將小球a從固定點(diǎn)處由靜止釋放,撞到平木板上得到痕跡B;③把小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端,讓小球a仍從固定點(diǎn)處由靜止釋放,和小球b相碰后,兩球撞在平木板上得到痕跡A和C.(1)若碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失,為了保證在碰撞過(guò)程中a球不反彈,a、b兩球的質(zhì)量m1、m2間的關(guān)系是m1(選填“>”“=”或“<”)m2.

(2)為完成本實(shí)驗(yàn),必須測(cè)量的物理量有.

A.小球a開(kāi)始釋放的高度hB.平木板水平向右移動(dòng)的距離lC.a球和b球的質(zhì)量m1、m2D.O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的距離y1、y2、y3(3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),若動(dòng)量守恒,其關(guān)系式應(yīng)為.

6.[2023·福建廈門(mén)模擬]某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)演示板做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn),主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:①選用大小為120cm×120cm的白底板豎直放置,懸掛點(diǎn)為O,并標(biāo)上如圖所示的高度刻度;②懸掛點(diǎn)兩根等長(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩分別系上兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的A擺和B擺,兩擺相對(duì)的側(cè)面貼上雙面膠,以使兩擺撞擊時(shí)能合二為一,以相同速度一起向上擺;③把A擺拉到右側(cè)h1的高度,釋放后與靜止在平衡位置的B擺相碰.當(dāng)A、B擺到最高點(diǎn)時(shí)讀出擺中心對(duì)應(yīng)的高度h2;回答以下問(wèn)題:(1)若A、