(新課標(biāo))2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題五 能量和動(dòng)量 綜合技能演練5-1-8

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1、(新課標(biāo))2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題五 能量和動(dòng)量 綜合技能演練5-1-8 1.(2017·南寧模擬)如圖所示為“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖. (1)入射小球1與被碰小球2直徑相同,均為d,它們的質(zhì)量相比較,應(yīng)是m1________m2. (2)為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),必須調(diào)整斜槽使__________. (3)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)步驟為: A.在地面上依次鋪白紙和復(fù)寫紙. B.確定重錘對(duì)應(yīng)點(diǎn)O. C.不放球2,讓球1從斜槽滑下,確定它落地點(diǎn)位置P. D.把球2放在立柱上,讓球1從斜槽滑下,與球2正碰后,確定球1和球2落地點(diǎn)位置M和N. E.用刻度尺量OM、OP、ON

2、的長(zhǎng)度. F.看m1+m2與m1是否相等,以驗(yàn)證動(dòng)量守恒. 上述步驟有幾步不完善或有錯(cuò)誤,請(qǐng)指出并寫出相應(yīng)的正確步驟. __________________________________________________ __________________________________________________. [解析] (1)入射小球1與被碰小球2直徑相同,即d1=d2,為防止兩球碰撞后入射球反彈,入射球質(zhì)量應(yīng)大于被碰球質(zhì)量,即:m1>m2. (2)要使小球做平拋運(yùn)動(dòng),則斜槽的末端必須水平. (3)為使小球離開軌道時(shí)的初速度相等,每次釋放小球時(shí)應(yīng)從同一高度由靜止釋放

3、,故步驟D不完善;兩球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng),它們拋出點(diǎn)的高度相等,在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等,若碰撞過程動(dòng)量守恒,則有:m1v1=m1v1′+m2v2′,兩邊同乘以t得:m1v1t=m1v1′t+m2v2′t, 即為:m1=m1+m2(-d),故步驟F錯(cuò)誤. [答案] (1)> (2)斜槽末端切線水平 (3)D不完善,小球1應(yīng)從斜槽的同一高度由靜止釋放;F錯(cuò)誤,應(yīng)驗(yàn)證:m1OP=m1OM+m2(ON-d) 2.(2018·咸陽(yáng)質(zhì)檢)利用氣墊導(dǎo)軌做實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律:開始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止,它們之間有一根被壓縮的輕彈簧,滑塊用繩子連接,繩子燒斷后,兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng).得到如圖所示的兩個(gè)滑塊

4、A、B相互作用后運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片,頻閃的頻率為10 Hz.已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200 g、300 g,根據(jù)照片記錄的信息,A、B離開彈簧后,A滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),其速度大小為________m/s,本次實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論是____________________. [解析] 由題圖可知,繩子燒斷后,A、B均做勻速直線運(yùn)動(dòng).開始時(shí)有:vA=0,vB=0,A、B被彈開后有;vA′= m/s=0.09 m/s,vB′= m/s=0.06 m/s,mAvA′=0.2×0.09 kg·m/s=0.018 kg·m/s,mBvB′=0.3×0.06 kg·m/s=0.018 kg·m/s,由此

5、可得mAvA′=mBvB′,即0=mBvB′-mAvA′.結(jié)論是:兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動(dòng)量守恒. [答案] 0.09 兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動(dòng)量守恒 3.(2018·安徽五校聯(lián)考)如圖是用來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置,彈性球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.實(shí)驗(yàn)時(shí),調(diào)節(jié)懸點(diǎn),使彈性球1靜止時(shí)恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高.將球1拉到A點(diǎn),并使之靜止,同時(shí)把球2放在立柱上.釋放球1,當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞,碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn),球2落到水平地面上的C點(diǎn).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.現(xiàn)已測(cè)出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a

6、、B點(diǎn)離水平桌面的距離為b、C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c.此外: (1)還需要測(cè)量的量是________________、________________和________________. (2)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù),該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為____________________.(忽略小球的大小) [解析] (1)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒必須知道兩球碰撞前后的動(dòng)量變化,根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b,由機(jī)械能守恒可以求出碰撞前后的速度,故只要再測(cè)量彈性球1的質(zhì)量m1,就能求出彈性球1的動(dòng)量變化;根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律只要測(cè)出立柱高h(yuǎn)和桌面離水平地面的高度H就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化

7、,故只要測(cè)量彈性球2的質(zhì)量和立柱高h(yuǎn)、桌面離水平地面的高度H就能求出彈性球2的動(dòng)量變化. (2)根據(jù)(1)的解析可以寫出動(dòng)量守恒的方程 2m1=2m1+m2 [答案] (1)彈性球1、2的質(zhì)量m1、m2 立柱高h(yuǎn) 桌面離水平地面的高度H (2)2m1=2m1+m2 4.在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,一般采用如圖甲、乙所示的兩種裝置: (1)若入射小球質(zhì)量為m1,半徑為r1;被碰小球質(zhì)量為m2,半徑為r2,則________.                    A.m1>m2,r1>r2 B.m1>m2,r1m2,r1=r2 D.m1

8、1=r2 (2)若采用圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以下所提供的測(cè)量工具中必需的是________. A.直尺   B.游標(biāo)卡尺  C.天平 D.彈簧測(cè)力計(jì)   E.秒表 (3)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1,被碰小球的質(zhì)量為m2,則在用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)(P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置),所得“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的結(jié)論為________________.(用裝置圖中的字母表示) [解析] (1)為防止反彈造成入射小球返回斜槽,要求入射球質(zhì)量大于被碰小球質(zhì)量,即m1>m2;為使入射小球與被碰小球發(fā)生對(duì)心碰撞,要求兩小球半徑相同.故C正確.(2)設(shè)入射小球?yàn)閍,被碰小球?yàn)閎,a球碰前的速度為v1,a、b相碰后的速度分別為v1′、v2′.由于兩球都從同一高度做平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)以運(yùn)動(dòng)時(shí)間為一個(gè)計(jì)時(shí)單位時(shí),可以用它們平拋的水平位移表示碰撞前后的速度.因此,需驗(yàn)證的動(dòng)量守恒關(guān)系m1v1=m1v1′+m2v2′可表示為m1x1=m1x1′+m2x2′.所以需要直尺、天平,而無(wú)需彈簧測(cè)力計(jì)、秒表.由于題中兩個(gè)小球都可認(rèn)為是從槽口開始做平拋運(yùn)動(dòng)的,兩球的半徑不必測(cè)量,故無(wú)需游標(biāo)卡尺.(3)得出驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的結(jié)論應(yīng)為m1·=m1·+m2·. [答案] (1)C (2)AC (3)m1·=m1·+m2·

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