中小学教育资源及组卷应用平台 2025人教版高中物理选择性必修第一册 第一章 动量守恒定律 4 实验:验证动量守恒定律 基础过关练 题组一 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1.(2024湖北荆州中学月考)小佳同学用气垫导轨验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示。 乙 (1)该同学用螺旋测微器测量遮光条的宽度d,示数如图乙所示,可知遮光条的宽度d= cm,随后将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上。 (2)安装好气垫导轨和光电门,接通气源后,在导轨上轻放一个滑块,轻推滑块使滑块获得一个初速度,使它从轨道左端向右运动,若滑块通过光电门1的时间 (选填“>”“<”或“=”)通过光电门2的时间,则可以认为导轨水平。 (3)用托盘天平测得滑块A、B的质量(均包括遮光条)分别为mA、mB,调整好气垫导轨后,将滑块A向左推出,与静止的滑块B发生碰撞,碰后两滑块没有粘连,与光电门1相连的计时器先后两次显示的挡光时间分别记为Δt1和Δt2,与光电门2相连的计时器显示的挡光时间为Δt3。从实验结果可知两滑块的质量满足mA (选填“>”“<”或“=”)mB,则验证碰撞过程中动量守恒的表达式为 (用题中涉及的物理量符号表示)。 2.(2023山东青岛第五十八中学月考)某同学利用电火花计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图甲所示,由导轨、滑块、弹射架等组成,在气垫导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。 (1)下面是实验的主要步骤。 ①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平; ②向气垫导轨通入压缩空气; ③把电火花计时器固定在紧靠气垫导轨左端的弹射架的左侧,使纸带穿过电火花计时器和弹射架,纸带右端固定在滑块1的左端,调节电火花计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向; ④使滑块1挤压导轨左端弹射架上绷紧的橡皮绳; ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间; ⑥先接通电火花计时器的电源,然后释放滑块1,让滑块1带动纸带一起运动,撞上带橡皮泥的滑块2后粘在一起继续运动; ⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图乙所示; ⑧测得滑块1的质量为300 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为320 g。 (2)已知电火花计时器每隔0.02 s打一个点,通过计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量p为 kg·m/s;两滑块相互作用以后系统的总动量p'为 kg·m/s。(结果均保留3位有效数字) (3)若实验允许的相对误差的绝对值最大为5%,通过计算,本实验的测量结果的相对误差的绝对值为×100%= %(保留2位有效数字)。 题组二 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 3.(经典题)(2024江苏苏州期中)某同学用如图甲所示装置做“验证动量守恒定律”实验。图中O是斜槽水平末端在记录纸上的垂直投影点,P为未放被碰小球时入射小球的平均落点,M为与被碰小球碰后入射小球的平均落点,N为被碰小球的平均落点。 (1)关于实验要点,下列说法正确的是 。 A.安装轨道时,轨道末端必须水平 B.实验过程中,复写纸、白纸都可以移动 C.入射小球的质量必须小于被碰小球的质量,两球的半径相同 D.斜槽轨道必须光滑,且同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放 (2)实验中,除测量平抛射程OM、ON、OP外,还必须测量的物理量有 。 A.测量入射小球质量m1和被碰小球质量m2 B.测量抛出点距地面的高度H C.测量S离水平轨道的高度h D.测量入射小球半径r1和被碰小球半径r2 (3)①图乙是被碰小球的多次落点痕迹,由此可确定其落点的平均位置对应读数为 cm。 ②若测量的物理量在误差允许范围内满足关系式 ,则入射小球和被碰小球碰撞前后的总动量守恒。[用(2) ... ...
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