1.4　实验：验证动量守恒定律（课件 学案 练习，共3份）教科版（2019）选择性必修第一册

4　实验：验证动量守恒定律 1～2题每题10分，3题12分，4题13分，5题15分，共60分 1．(10分)(2024·天津静海高二期中)某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中CQ是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，调节实验装置，使小球放在QR上时恰能保持静止，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。 图甲中O是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点。若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP。米尺的零刻度与O点对齐。 (1)(2分)入射球A的质量mA和被碰球B的质量mB的关系是mA_____mB(选填“>”“<”或“＝”)。 (2)(2分)碰撞后B球的水平位移约为_____cm。 (3)(2分)下列选项中，属于本次实验必须测量的是_____。 A．水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到O点的距离 B．A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到O点的距离 C．测量A球或B球的直径 D．测量A球和B球的质量 E．测量G点相对于水平槽面的高度 (4)(2分)若系统动量守恒，则应有关系式：_____。 (5)(2分)分析实验产生误差的原因，并提出实验改进方案 _____。 2．(10分)(2023·山东临沂一中高二期末)为验证动量守恒定律，课外兴趣小组设计了如图所示的实验装置，气垫导轨已经调成水平，两个滑块A、B分别静置在气垫导轨上，在滑块A的右侧以及滑块B的左侧都安装了弹簧片，在滑块A、B的上方安装了宽度相同的遮光片。C、D为固定在气垫导轨上的光电门传感器，与它们相连的计算机可以记录遮光片经过光电门的遮光时间。某同学进行实验的步骤如下： ①测量滑块A、B的质量(含弹簧片及遮光片)，分别记为mA、mB； ②测量滑块A、B上遮光片的宽度，记为d； ③给滑块A一个向右的瞬时冲量，观察滑块A的运动情况及A、B两滑块在相碰后各自的运动情况； ④读取滑块A第一次经过光电门C的时间为t1、滑块B经过光电门D的时间为t2，滑块A第二次经过光电门C的时间为t3。 回答下列问题： (1)(3分)为保证本实验成功，滑块A的质量应_____(填“大于”“等于”或“小于”)滑块B的质量； (2)(3分)碰撞后滑块A的速度大小为_____；(用题中涉及的物理量符号表示) (3)(4分)若关系式_____成立，则碰撞过程中，滑块A、B组成的系统动量守恒。(用题中涉及的物理量符号表示) 3．(12分)某实验小组用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，小车A前端贴有橡皮泥，后端连一穿过打点计时器的纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器工作频率为50 Hz，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图乙上。 (1)(2分)实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是_____，才能使小车在木板上做匀速直线运动； (2)(4分)图中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车A碰撞前的速度大小应选_____段，计算两车碰撞后的速度大小应选_____段； (3)(6分)若小车A的质量为0.5 kg，小车B的质量为0.25 kg，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是_____kg·m/s，碰后两小车的总动量是_____kg·m/s。(结果保留3位有效数字) 4．(13分)(2024·莆田市期中)小赵同学用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒。该同学使用频闪相机对碰撞前后小球运动情况进行拍摄。图中背景是放在竖直平面内的带方格的纸板，纸板平面与小球轨迹所在的平面 ... ...