2021高考物理一轮复习 第六章 微专题49 实验：实验动能守恒定律练习（含解析）教科版.docx

1、微专题49 实验：实验动能守恒定律1(2019吉林省“五地六校”合作体联考)如图1所示实验装置，某同学用a、b两个半径相等的小球按照以下步骤研究弹性正碰实验操作图1在水平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，使小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；将木板水平向右移动一定距离并固定，再使小球a从固定点处由静止释放，撞到木板上重复多次，用尽可能小的圆把小球的落点圈在里面，其圆心就处与小球落点的平均位置，得到痕迹B；把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从固定点处由静止释放，和小球b相碰后，重复多次，并使用与第二步同样的方法分别标出碰撞后两

2、个小球落点的平均位置，得到两球撞在木板上痕迹A和C.(1)为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质量m1、m2间的关系是m1_m2(选填“大于”“小于”“等于”)；(2)完成本实验，必须测量的物理量有_A小球a开始释放的高度hB木板水平向右移动的距离lCa球和b球的质量分别为m1、m2DO点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2、y3(3)若(2)所给选项的物理量均已知，若满足条件_(用测量量表示)，则表示两小球发生的是弹性碰撞2(2020安徽省皖江名校联盟联考)如图2甲所示为晓宇同学利用气垫导轨验证动量守恒定律的实验装置，利用弹射装置给滑块a一水平向右的速度，使其拖动纸带在气垫导轨上运

3、动，经过一段时间滑块a与静止的滑块b发生相互作用，两滑块碰后粘合在一起共同在气垫导轨上运动，在整个过程中打出的纸带如图乙所示已知两滑块的质量分别用ma、mb表示，纸带上打出相邻两点之间的时间间隔为T.图2(1)若碰撞过程系统的动量守恒，则需验证的关系式为_；(2)如果将上述物理量均测量出，代入数据后发现碰前的动量略大于碰后的动量，请分析引起实验误差的原因：_.3(2019北京市丰台区第二次模拟)在“验证动量守恒定律”的实验中，甲、乙两位同学采用了不同的实验方案(1)如图3所示，甲同学利用“碰撞实验器”验证动量守恒定律图3实验中，斜槽轨道末端_(选填选项前字母)A必须水平B要向上倾斜C要向下倾斜

4、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.实验要求m1_m2，r1_r2(选填“”“”或“”)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落点位置P，测量平抛射程OP；然后把被碰小球m2静置于轨道水平部分末端，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相碰，并多次重复空气阻力忽略不计，接下来要完成的必要步骤是_(填选项前的字母)A测量两个小球的质量m1、m2B测量小球m1开始释放时的高度hC测量抛出点距地面的高度HD分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE测量平抛射程OM、ONF测量两个小球的半

5、径r1、r2若两小球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_；若碰撞是弹性碰撞，则还可以写出表达式为_(用中测量的量表示)(2)如图4所示，乙同学利用此装置验证动量守恒定律水平气垫导轨(轨道与滑块间摩擦力忽略不计)上装有两个光电计时装置C和D，可记录遮光片的遮光时间将滑块A、B静止放在导轨上，乙同学按照如下步骤进行试验：图4a测量滑块A的质量mA，测量滑块B的质量mBb测量滑块A的遮光片的宽度d1，滑块B的遮光片的宽度d2c给滑块A一个向右的瞬时冲量，让滑块A与静止的滑块B发生碰撞后，B、A依次通过光电计时装置Dd待B、A完全通过光电计时装置D后用手分别按住e记录光电计时电装置C显示的时间t1和

6、装置D显示的时间t2、t3完成上述实验步骤需要的实验器材有_按照乙同学的操作，若两滑块碰撞前后的动量守恒，其表达式可表示为_；两滑块碰撞过程中损失的机械能为_答案精析1(1)大于(2)CD(3)解析(3)碰撞后水平位移相等，那么用竖直位移表示初速度v，由动量守恒与能量守恒得：m1v0m1v1m2v2，m1v02m1v12m2v22，联立可得：v0v1v2，即：，所以上式是弹性碰撞的条件2(1)7max25(mamb)x1(2)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦或空气阻力等解析(1)弹射出滑块a后，滑块a做匀速运动，滑块a与滑块b发生碰撞后一起做匀速运动，由题中的条件可知，碰撞前滑块a的动量为：p1

7、mavama，滑块b的动量为零，则碰撞前两滑块的总动量为ma；碰撞后两滑块的速度相等，所以碰撞后总动量为：p2(mamb)vb(mamb)；若系统的动量守恒，则应有p1p2，整理得7max25(mamb)x1；(2)因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用，同时还有空气阻力等因素存在，从而使两结果并不完全相同，但在误差允许的范围内，可以认为动量守恒3(1)AADEm1OPm1OMm2ONm1OP2m1OM2m2ON2(2)天平、刻度尺解析(1)实验中，斜槽轨道末端必须要水平，以保证小球能做平抛运动，故选A；为保证两球发生正碰，要求两球必须要等大，即r1r2；为防止入射球反弹，则入射球的质量要大

8、于被碰球的质量，即m1m2；要验证动量守恒定律，即验证：m1v1m1v2m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：m1v1tm1v2tm2v3t，得：m1OPm1OMm2ON，因此需要完成的必要的操作步骤是ADE.实验需要验证：m1OPm1OMm2ON；若碰撞时为弹性碰撞，则有：m1v12m1v22m2v32，即m1OP2m1OM2m2ON2故m1OP2m1OM2m2ON2；(2)完成上述实验步骤需要的实验器材有天平和刻度尺；碰撞前后滑块A的速度分别为：vA0，vA1碰撞后滑块B的速度为：vB则要验证的关系是：mAvA0mAvA1mBvB，即；两滑块碰撞过程中损失的机械能为：EmAvA02；