选修8.3碰撞验证动量守恒定律(第01期)--高一高二物理名校试题分项汇编(原卷版)
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高中物理-动量守恒定律检测题(含答案)注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分。
在第1~8题给出的4个选项中,只有一个选项正确;在第9~12题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)1.下列关于物体动量和冲量的说法中不正确的是()A.物体所受合外力冲量越大,它的动量就越大B.物体所受合外力冲量不为零,它的动量一定要改变C.物体动量变化的方向,就是合外力冲量的方向D.物体所受合外力越大,它的动量变化越快2.在光滑水平直路上停着一辆较长的木板车,车的左端站立一个大人,车的右端站立一个小孩。
如果大人向右走,小孩(质量比大人小)向左走。
他们的速度大小相同,则在他们走动过程中()A.车一定向左运动B.车可能向右运动C.车可能保持静止D.无法确定3.在光滑的水平面上,有a、b两球,其质量分别为m a、m b,两球在t0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度图象如图所示,下列关系正确的是()A.m a>m b B.m a<m bC.m a=m b D.无法判断4.如图所示,足够长的长木板A静止在光滑的水平地面上,质量为1 kg的物体B以v0=3 m/s的水平速度冲上A,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上。
若从B冲到木板A上到相对木板A静止这段时间内摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s,则A、B最后的共同速度及长木板的质量分别为()A.1 m/s,1 kg B.1 m/s,2 kgC.2 m/s,1 kg D.2 m/s,2 kg5.如图所示,横截面积为5 cm2的水柱以10 m/s的速度垂直冲到墙壁上,已知水的密度为1×103kg/m3,假设水冲到墙上后不反弹而顺墙壁流下,则墙壁所受水柱冲击力为()A.0.5 N B.5 N C.50 N D.500 N6.两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,B球在前,A球在后,m A=1 kg、m B=2 kg,v A=6 m/s,v B=3 m/s,当A球与B球发生碰撞后,A、B两球的速度可能是() A.v A′=-4 m/s,v B′=6 m/s B.v A′=4 m/s,v B′=5 m/sC.v A′=4 m/s,v B′=4 m/s D.v A′=7 m/s,v B′=2.5 m/s7.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开了一定的距离,如图所示.具有动能E0的第1个物块向右运动,依次与其余两个静止物块发生碰撞,最后这三个物块粘在一起,这个整体的动能为()A.E09B.E03C.2E03D.E08.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接。
一、选择题1.(0分)[ID :127087]如图所示,轻质弹簧下端悬挂一个小球,将小球下拉一定距离后由静止释放(并未超过弹簧的弹性限度),小球上下振动,不计空气阻力,则在连续两次经过平衡位置的过程中,小球( )A .动量的变化量为零B .所受重力做的功不为零C .所受重力的冲量不为零D .所受弹簧弹力的冲量为零2.(0分)[ID :127056]甲乙是两个完全相同的小球,在同一位置以相等的速率抛出,甲被水平抛出,乙被斜上抛,只受到重力,则下列说法正确的是( ) A .两球落地时的速度相同 B .两球落地时的重力瞬时功率相等 C .两球落地时前的重力冲量相同 D .两球落地前的动量变化快慢相同3.(0分)[ID :127048]甲、乙两物体质量分别为m 1和m 2,两物体碰撞前后运动的位移随时间变化的x-t 图像如图所示,则在碰撞前( )A .乙的动能大B .甲的动能大C .乙的动量大D .甲的动量大4.(0分)[ID :127041]如图所示,一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C 、D 、E 处,三个过程中重力的冲量分别为123G G G I I I 、、,合力的冲量分别为123I I I 合合合、、,动量变化量的大小分别为123、、p p p ∆∆∆,动能变化量的大小分别为123k k k E E E ∆∆∆、、,则有( )A .123k k k E E E ∆=∆=∆,123p p p ∆=∆=∆B .123p p p ∆=∆=∆,123I I I ==合合合C .123I I I ==合合合,123G G G I I I ==D .123G G G I I I ==,123k k kE E E ∆=∆=∆5.(0分)[ID :127038]一质量为1kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动,F 随时间t 变化的图线如图所示,则 ( )A .t = 1s 时物块的速率为1m/sB .t = 2s 时物块的动量大小为2kg·m/sC .前3s 内合外力冲量大小为3N·sD .前4s 内动量的变化量大小为06.(0分)[ID :127035]光滑绝缘水平桌面上存在与桌面垂直方向的匀强磁场,有一带电粒子在桌面上做匀速圆周运动,当它运动到M 点,突然与一不带电的静止粒子发生正碰合为一体(碰撞时间极短),则粒子的运动轨迹应是图中的哪一个(实线为原轨迹,虚线为碰后轨迹)( )A .B .C .D .7.(0分)[ID :127029]由我国自主研发制造的世界上最大的海上风电机SL5000,它的机舱上可以起降直升机,叶片直径128米,风轮高度超过40层楼,是世界风电制造业的一个奇迹。
第六章 碰撞与动量守恒定律实验:验证动量守恒定律【考点预测】1.验证动量守恒定律目的、原理、器材2.验证动量守恒定律实验步骤和数据处理3.验证动量守恒定律注意事项和误差分析【方法技巧与总结】一、实验目的验证一维碰撞中的动量守恒定律。
二、实验原理在一维碰撞中,测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1′、v2′,算出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p′=m1v1′+m2v2′,看碰撞前、后动量是否相等。
三、实验器材方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。
方案二:利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。
方案三:利用斜槽滚球完成一维碰撞实验斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。
四、实验过程方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.测质量:用天平测出滑块质量。
2.安装:正确安装好气垫导轨,如图所示。
3.实验:接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块质量;②改变滑块的初速度大小和方向)。
4.验证:一维碰撞中的动量守恒。
方案二:利用长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验1.测质量:用天平测出两小车的质量。
2.安装:将打点计时器固定在光滑长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,如图所示。
3.实验:接通电源,让小车A运动,小车B静止,两车碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连接成一个整体运动。
4.测速度:通过纸带上两计数点间的距离及时间,由v=ΔxΔt算出速度。
5.改变条件:改变碰撞条件,重复实验。
6.验证:一维碰撞中的动量守恒。
方案三:利用斜槽滚球完成一维碰撞实验7.测质量:用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球。
8.安装:安装实验装置,如图所示。
动量守恒定律 检测试题班别 姓名 成绩 (本试题满分120分,共20道题,时间90分钟。
)一、选择题:每小题至少有一个正确答案,请将所选答案的字母代号填入相应的表格内。
每小题5分,共12个小题合计60分。
全部选对得5分,选对但不全得2分,不选或有错选不得分。
1、关于物体动量和动能的下列说法中,正确的是:A 、一物体的动量不变,其动能一定不变;B 、一物体的动能不变,其动量一定不变;C 、两物体的动量相等,其动能一定相等;D 、两物体的动能相等,其动量一定相等。
2.质量为5kg 的小球以5m /s 的速度竖直落到地板上,随后以3m /s 的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则此过程小球所受合外力的冲量为:A .10kg ·m /sB .-10kg ·m /sC .40kg ·m /sD .-40kg ·m /s3.质量为5kg 的小球,从距地面高为20m 处水平抛出,初速度为10m /s ,g =10m /s 2,从抛出到落地过程中,小球动量的变化大小是:A .60N ·sB .80N ·sC .100N ·sD .120N ·s4.把重物G 压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着物体一起运动,若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下抽出,解释这些现象的正确说法是:A 在缓慢拉动纸带时,纸带给物体的摩擦力大;B 在迅速拉动纸带时,纸带给物体的摩擦力小;C 在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量大;D 在迅速拉动纸带时,纸带给重物的冲量小. 5.从水平地面上方同一高度处,使a 球竖直上抛,使b 球平抛,且两球质量相等,初速度大小相同,最后落于同一水平地面上。
空气阻力不计。
下述说法中正确的是: A 、两球着地时的动量相同; B 、两球着地时的动能相同; C 、重力对两球的冲量相同; D 、重力对两球所做的功相同。
6.若质量为m 的小球从h 高度自由落下,与地面碰撞时间为Δt ,地面对小球的平均作用力大小为F ,则在碰撞过程中(取向上的方向为正)对小球来说:A 、重力的冲量为mg 【Δt+(2h/g)1/2】 B 、地面对小球的冲量为F Δt C 、合力的冲量为(mg+F)Δt D 、合力的冲量为(mg-F)Δt 7.平板小车C 放在光滑的水平地面上,车上表面粗糙,车上有A 、B 两个木块,中间有一轻细弹簧,弹簧压缩,m A ;m B =3;2突然释放弹簧,则:A .若A 、B 与平板车上表面的动摩擦因数相同,A 、B 、C 系统动量守恒.B .若A 、B 与平板车上表面的动摩擦因数不相同,A 、B 、C 组成的系统动量不守恒. C .若A 、B 所受摩擦力大小相等,A 、B 组成的系统动量守恒.D .若A 、B 所受摩擦力大小不相等,A 、B 组成的系统动量守恒.8.质量为2m 的物体A ,以一定的速度沿光滑水平面运动,与一静止的物体B 碰撞后粘为一体继续运动,它们共同的速度为碰撞前A 的速度的2/3,则物体B 的质量为: A .m B .2m C .3m D .2m/3 9.如图所示,用细线挂一质量为M 的木块,有一质量为m 的子弹自左向右水平射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为0v 和v (设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计),木块的速度大小为:A.Mmvmv/)(+B.Mmvmv/)(-C.)/()(mMmvmv++D.)/()(mMmvmv+-10.两个质量不同的物体,以相同的初动量开始沿同一水平面滑动,设它们与水平面间的动摩擦因数相同,则它们滑行的距离大小关系是:A、质量大的物体滑行距离较大;B、质量小的物体滑行距离较大;C、两物体滑行距离一样大;D、条件不足,无法比较。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.在图所示足够长的光滑水平面上,用质量分别为3kg 和1kg 的甲、乙两滑块,将仅与甲拴接的轻弹簧压紧后处于静止状态.乙的右侧有一挡板P .现将两滑块由静止释放,当弹簧恢复原长时,甲的速度大小为2m/s ,此时乙尚未与P 相撞.①求弹簧恢复原长时乙的速度大小;②若乙与挡板P 碰撞反弹后,不能再与弹簧发生碰撞.求挡板P 对乙的冲量的最大值. 【答案】v 乙=6m/s. I =8N 【解析】 【详解】(1)当弹簧恢复原长时,设甲乙的速度分别为和,对两滑块及弹簧组成的系统,设向左的方向为正方向,由动量守恒定律可得:又知联立以上方程可得,方向向右。
(2)乙反弹后甲乙刚好不发生碰撞,则说明乙反弹的的速度最大为由动量定理可得,挡板对乙滑块冲量的最大值为:2.如图所示,在光滑的水平面上有一长为L 的木板B ,上表面粗糙,在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C ,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B 、C 静止在水平面上.现有滑块A 以初速度0v 从右端滑上B ,一段时间后,以02v 滑离B ,并恰好能到达C 的最高点.A 、B 、C 的质量均为m .求: (1)A 刚滑离木板B 时,木板B 的速度; (2)A 与B 的上表面间的动摩擦因数μ; (3)圆弧槽C 的半径R ;(4)从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能.【答案】(1) v B =04v ;(2)20516v gL μ=(3)2064v R g =(4)201532mv E ∆=【解析】 【详解】(1)对A 在木板B 上的滑动过程,取A 、B 、C 为一个系统,根据动量守恒定律有:mv 0=m2v +2mv B 解得v B =4v (2)对A 在木板B 上的滑动过程,A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量222000111()2()22224v v mgL mv m m μ⨯=--解得20516v gLμ=(3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒,则有:2mv +mv B =2mv A 、C 系统机械能守恒:22200111()()222242v v mgR m m mv +-⨯=解得264v R g= (4)对A 滑上C 直到离开C 的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒0024A C mv mv mv mv +=+ A 、C 系统初、末状态机械能守恒,2222001111()()222422A C m m m m +=+v v v v 解得v A =4v . 所以从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能为:2220015112232A mv E mv mv ∆=-=【点睛】该题是一个板块的问题,关键是要理清A 、B 、C 运动的物理过程,灵活选择物理规律,能够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解.3.如图所示,质量M=1kg 的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上,凹槽部分嵌有cd 和ef 两个光滑半圆形导轨,c 与e 端由导线连接,一质量m=lkg 的导体棒自ce 端的正上方h=2m 处平行ce 由静止下落,并恰好从ce 端进入凹槽,整个装置处于范围足够大的竖直方向的匀强磁场中,导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好。
选修1高中物理高考物理动量守恒定律试题经典(1)一、动量守恒定律 选择题1.两滑块a 、b 沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞,碰撞后两者粘在一起运动.两者的位置x 随时间t 变化的图象如图所示.若a 滑块的质量a m 2kg =,以下判断正确的是( )A .a 、b 碰撞前的总动量为3 kg m /s ⋅B .碰撞时a 对b 所施冲量为4 N s ⋅C .碰撞前后a 的动量变化为4 kg m /s ⋅D .碰撞中a 、b 两滑块组成的系统损失的动能为20 J2.如图所示,小车的上面是由中间凸起的两个对称曲面组成,整个小车的质量为m ,原来静止在光滑的水平面上。
今有一个可以看做质点的小球质量也为m ,以水平速度v 从左端滑上小车,恰好到达小车的最高点后,又从另一个曲面滑下。
关于这个过程,下列说法正确的是( )A .小球滑离小车时,小车又回到了原来的位置B .小球滑到小车最高点时,小球和小车的动量不相等C .小球和小车相互作用的过程中,小车和小球系统动量始终守恒D .车上曲面的竖直高度若高于24v g,则小球一定从小车左端滑下 3.如图,在光滑的水平面上有一个长为L 的木板,小物块b 静止在木板的正中间,小物块a 以某一初速度0v 从左侧滑上木板。
已知物块a 、b 与木板间的摩擦因数分别为a μ、b μ,木块与木板质量均为m ,a 、b 之间的碰撞无机械能损失,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
下列说法正确的是( )A .若没有物块从木板上滑下,则无论0v 多大整个过程摩擦生热均为2013mvB .若22ab a μμμ<≤,则无论0v 多大,a 都不会从木板上滑落C .若032a v gL μ≤,则ab 一定不相碰 D .若2b a μμ>,则a 可能从木板左端滑落4.平静水面上停着一只小船,船头站立着一个人,船的质量是人的质量的8倍.从某时刻起,人向船尾走去,走到船中部时他突然停止走动.不计水对船的阻力,下列说法正确的是( )A .人在船上走动过程中,人的动能是船的动能的8倍B .人在船上走动过程中,人的位移是船的位移的9倍C .人走动时,它相对水面的速度大于小船相对水面的速度D .人突然停止走动后,船由于惯性还会继续运动一小段时间5.如图,固定的光滑斜面倾角θ=30°,一质量1kg 的小滑块静止在底端A 点.在恒力F 作用下从沿斜面向上作匀加速运动,经过时间t =2s ,运动到B 点,此时速度大小为v 1,到B 点时撤去F 再经过2s 的时间,物体运动到AB 的中点C ,此时速度大小为v 2,则以下正确的是A .v 2=2v 1B .B 点到C 点的过程中,物体动量改变量为2kg·m/sC .F =7ND .运动过程中F 对小滑块做功28J6.从高处跳到低处时,为了安全,一般都要屈腿(如图所示),这样做是为了( )A .减小冲量B .减小动量的变化量C .增大与地面的冲击时间,从而减小冲力D .增大人对地面的压强,起到安全作用7.如图所示,两个小球A 、B 在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为m A =4kg ,m B =2kg ,速度分别是v A =3m/s (设为正方向),v B =-3m/s .则它们发生正碰后,速度的可能值分别为( )A .v A ′=1 m/s ,vB ′=1 m/sB .v A ′=4 m/s ,v B ′=-5 m/sC .v A ′=2 m/s ,v B ′=-1 m/sD .v A ′=-1 m/s ,v B ′=-5 m/s8.如图所示,离地H 高处有一个质量为m 、带电量为q +的物体处于电场强度随时间变化规律为0E E kt =-(0E 、k 均为大于零的常数,电场方向以水平向左为正)的电场中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ,已知0qE mg μ<.t=0时,物体从墙上由静止释放,若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑4H 后脱离墙面,此时速度大小为2gH ,物体最终落在地面上.则下列关于物体的运动说法正确的是A .当物体沿墙壁下滑时,物体先加速运动再做匀速直线运动B .摩擦力对物体产生的冲量大小为202E q k μ C .摩擦力所做的功18W mgH = D .物体与墙壁脱离的时刻为gH t = 9.如图所示,两滑块A 、B 位于光滑水平面上,已知A 的质量M A =1k g ,B 的质量M B =4k g .滑块B 的左端连有轻质弹簧,弹簧开始处于自由伸长状态.现使滑块A 以v =5m/s 速度水平向右运动,通过弹簧与静止的滑块B 相互作用(整个过程弹簧没有超过弹性限度),直至分开.则( )A .物块A 的加速度一直在减小,物块B 的加速度一直在增大B .作用过程中弹簧的最大弹性势能2J p E =C .滑块A 的最小动能为 4.5J KA E =,滑块B 的最大动能为8J KB E =D .若滑块A 的质量4kg A M =,B 的质量1kg B M =,滑块A 的最小动能为18J KAE =,滑块B 的最大动能为32J KB E =10.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一质量为m 的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切。
(精心整理,诚意制作)重庆理综卷物理部分有其特定的题命模板,无论是命题题型、考点分布、模型情景等,还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。
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专题7 碰撞与动量守恒(选修3-5)(解析版)一、单项选择题1.【20xx·河北省唐山一中高三第一次调研考试】在匀强磁场中,有一个原来静止的146C原子核,它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆,圆的直径之比为7:1,那么碳14的衰变方程应为()A.146C →1e+145B B.146C →42He+104BeC.146C →21H+125B D.146C →1 e+147N二、非选择题2.【20xx·山西省忻州一中、康杰中学等四校高三第一次联考】(8分)如图所示,一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上,物体A被水平速度为v0的子弹射中并且嵌入其中。
已知物体B的质量为m,物体A的质量是物体B的质量的3/4,子弹的质量是物体B的质量的1/4.求:①求弹簧压缩到最短时B的速度。
②弹簧的最大弹性势能。
【答案】 ①v=v 0/8 ②mv 2/64 【解析】试题分析:①对木块A 、B 与子弹,由动量守恒得mv 0/4=(m A +m B +m/4)v 得v=v 0/83.【20xx ·××市名校联盟20xx 届高三下学期第二次联考】(18分)如图8所示,质量为1m 的滑块(可视为质点)自光滑圆弧形槽的顶端A 处无初速度的滑下。
槽的底端与水平传送带相切于左传导轮顶端的B 点,A 、B 的高度差为1 1.6h m=.传导轮半径很小,两个轮之间的距离为 5.0L m =,滑块与传送带间的动摩擦因数0.3μ=.右端的轮子上沿距离地面的高度为2 1.8h m =.(210/g m s =)(1)若槽的底端没有放滑块2m ,传送带静止不转,滑块1m 滑过C 点时的速度大小Cv ;(2)若下滑前将质量为2m 的滑块(可视为质点)停放在槽的底端。
高二物理动量守恒定律试题1. 如图所示,两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上,有一人静止站在A 车上,两车静止.若这个人自A 车跳到B 车上,接着又跳回A 车,静止于A 车上,则A 车的速率A .等于零B .小于B 车的速率C .大于B 车的速率D .等于B 车的速率【答案】B【解析】设人的质量为m ,小车的质量均为M ,人来回跳跃后人与A 车的速度为,B 车的速度为,根据题意知,人车组成的系统水平方向动量守恒.有题意有:,人来回跳跃后的总动量,由动量守恒得,其中负号表示v 1、v 2的方向相反,故小车A的速率小于小车B 的速率,选项B 正确。
【考点】考查了动量守恒定律的应用2. 如图所示,两个小球A 、B 在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为m A =4 kg ,m B =2 kg ,速度分别是v A =3 m/s(设为正方向),v B =-3 m/s.则它们发生正碰后,速度的可能值分别为( )A .v A ′=1 m/s ,vB ′=1 m/s B .v A ′=4 m/s ,v B ′=-5 m/sC .v A ′=2 m/s ,v B ′=-1 m/sD .v A ′=-1 m/s ,v B ′=-5 m/s 【答案】A【解析】两球碰撞过程系统动量守恒,碰撞过程中系统机械能不可能增加,碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能;同时,碰撞后A 球速度不大于B 球的速度. 碰前系统总动量为,碰前总动能为;若,则系统动量守恒,动能3J ,碰撞后A 球速度不大于B 球的速度,符合,故A 可能; 若,则系统动量守恒,动能大于碰撞前,不符合题意,故B 不可能; 若,则系统动量守恒,但不符合碰撞后A 球速度不大于B 球的速度,故C 不可能; 若,则系统动量不守恒,D 不可能。
【考点】考查了动量守恒定律的应用3. (10分) 质量分别为m 1和m 2的甲、乙两小球碰撞后在同一直线上运动,它们碰撞前、后的图象如图 (a)和图 (b)所示。
实验:验证动量守恒定律1.能依据已有知识合理设计实验方案。
2.能合理地选择实验器材,获得实验数据,分析实验数据,形成结论。
3.能撰写实验报告,用学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论。
4.坚持实事求是,在合作中既能坚持观,点又能修正错误。
一、实验原理在一维碰撞的情况下,设两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前的速度分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为v1′、v2′,若系统所受合外力为零,则系统的动量守恒,则m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′.二、实验方案设计方案1:研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒(1)质量的测量:用天平测量.(2)速度的测量:v =Δx Δt,式中的Δx 为滑块上挡光板的宽度,Δt 为数字计时显示器显示的滑块上的挡光板经过光电门的时间.(3)碰撞情景的实现:如图1所示,利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞,利用在滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量.(4)器材:气垫导轨、数字计时器、滑块(带挡光板)两个、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平.方案2:研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒如图2甲所示,让一个质量较大的小球从斜槽上滚下来,与放在斜槽水平末端的另一质量较小的同样大小的小球发生碰撞,之后两小球都做平抛运动.(1)质量的测量:用天平测量.(2)速度的测量:由于两小球下落的高度相同,所以它们的飞行时间相等.如果以小球的飞行时间为单位时间,那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度.只要测出不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1,以及碰撞后入射小球与被碰小球在空中飞出的水平距离s1′和s2′,就可以表示出碰撞前后小球的速度.(3)碰撞情景的实现:①不放被碰小球,让入射小球m1从斜槽上某一位置由静止滚下,记录平抛的水平位移s1.②在斜槽水平末端放上被碰小球m2,让m1从斜槽同一位置由静止滚下,记下两小球离开斜槽做平抛运动的水平位移s1′、s2′.③验证m1s1与m1s1′+m2s2′在误差允许范围内是否相等.(4)器材:斜槽、两个大小相等而质量不等的小球、重垂线、白纸、复写纸、刻度尺、天平、圆规.三、实验步骤不论哪种方案,实验过程均可按实验方案合理安排,参考步骤如下:(1)用天平测出相关质量.(2)安装实验装置.(3)使物体发生一维碰撞,测量或读出相关物理量,计算相关速度,填入预先设计好的表格.(4)改变碰撞条件,重复实验.(5)通过对数据的分析处理,验证碰撞过程动量是否守恒.(6)整理器材,结束实验.题型1气垫滑块实验[例题1](2024春•皇姑区校级期末)甲、乙两同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)2013- 2014学年高一、高二物理名校试题分项汇编第1期第八章选修3-5第03讲碰撞验证动量守恒定律一、选择题1.【2014河北省保定市高二月考检测】科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境,他们使两个带正电的不同重离子加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞.为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的A.速率B.质量C.动量D.动能2.【2014河北省保定市高二月考检测】如下图为中国队员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中,冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰,碰后对方的冰壶以0.3m/s的速度向前滑行.若两冰壶质量相等,规定向前运动方向为正方向,则碰后中国队冰壶的速度为A.0.1m/s B.-0.1m/s C.0.7m/s D.-0.7m/s3.【2014河北省保定市高二月考检测】如下图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块.木箱和小木块都具有一定的质量.现使木箱获得一个向右的初速度v0,则A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动4.【2014广东省珠海市高二期末检测】如图所示,光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧,两手分别按住小车,使它们静止,对两车及弹簧组成的系统,下列说法中正确的是A.两手同时放开后,系统总动量始终为零B.先放开左手,后放开右手,总动量向右C.先放开左手,后放开右手,总动量向左D.无论何时放手,两手放开后在弹簧恢复原长的过程中,系统总动量都保持不变,但系统的总动量一定为零5.【2014重庆市高二期中检测】(原创)质量为m的木块和质量为M(M>m)的铁块用细线连接刚好能在水中某个位置悬浮静止不动,此时木块至水面距离为h,铁块至水底的距离为H(两物体均可视为质点)。
突然细线断裂,忽略两物体运动中受到水的阻力,只考虑重力及浮力,若M、m同时分别到达水面水底,以M、m为系统,那么以下说法正确的是A.该过程中系统动量不守恒;B.该过程中M、m均作匀速直线运动;C.同时到达水面水底时,两物体速度大小相等;D.系统满足MH=mhm m,现用大小相等6.【2014重庆市高二期中检测】如图所示,物块A、B静止在光滑水平面上,且=2A B的两个力F1和F2分别作用在A和B上,使A、B沿一条直线相向运动,然后又先后撤去这两个力,使这两个物体具有相同的动能,接着两物体碰撞并合为一体后,它们A.可能停止运动;B.一定向右运动;C.可能向左运动;D.仍运动,但运动方向不能确定。
7.【2014重庆市高二期中检测】如图所示,小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱,关于上述过程,下列说法中正确的是A.男孩、小车与木箱三者组成的系统机械能增加;B.男孩、小车与木箱三者组成的系统机械能守恒;C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒;D.小车与木箱组成的系统动量守恒。
8.【2014河北省衡水市高二期末检测】质量分别为m1、m2的小球在一直线上相碰,它们在碰撞前后的位移—时间图象如图所示,若m1=1 kg,则m2等于()A.1 kg B.2 kg C.3 kg D.4 kg9.【2014重庆市高二期中检测】质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正碰,碰撞后两者同向运动且M的动量大小是m的2倍.两者质量之比M/m可能为A.1B.3C.4D.710.【2014福建省泉州市市高二期末检测】如图,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为m B=2 m A,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s.则()A .左方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5B .左方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为1∶10C .右方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5D .右方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为1∶1011.【2014福建省师大附中高二期末检测】如图所示质量相等的A 、B 两个球,原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动,A 球的速度是6m/s ,B 球的速度是—2m/s ,不久A 、B 两球发生了对心碰撞。
对于该碰撞之后的A 、B 两球的速度可能值,某实验小组的同学们做了很多种猜测,下面的哪一种猜测结果一定无法实现的是A .υA ˊ= —2 m/s ,υB ˊ= 6 m/s B .υA ˊ= 2 m/s ,υB ˊ= 2 m/sC .υA ˊ= l m/s ,υB ˊ= 3 m/sD .υA ˊ= —3m/s ,υB ˊ= 7 m/s12.【2014江苏省启东市高二期中检测】质量为m 的小球A 在光滑的水平面上以速度0v 与质量为2m 的静止小球B 发生正碰,碰后A 球的动能恰好变为原来的19,则B 球速度大小可能是( ) A.03v B. 023v C. 049v D. 089v 13.【2014福建省师大附中高二期末检测】在做“碰撞中的动量守恒定律”实验中,下列说法正确的是A .斜槽轨道尽量光滑以减少误差B .入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同C .需要用秒表测量小球做平抛运动的时间D .需要用圆规确定小球落地的平均位置,并用刻度尺测量落地水平距离二、非选择题14.【2014广东省汕头市高二期中检测】(本题每空3分,共18分)(1)某同学用图示的装置做验证动量守恒定律的实验。
选用小球a 为入射小球,b 为被碰小球。
设小球a 、b 的质量分别为m a 、m b ;则它们的质量关系应为m a _________m b ,半径关系为r a r b (填“大于”、“等于”或“小于”)放上被碰小球b 后,两小球a 、b 碰后的落点如图所示,系统碰撞过程中动量守恒则应满足的表达式是_______________ ,(用题中物理量和图中字母表示)15.【2014广东省汕头市高二期中检测】气垫导轨是常用的一种实验仪器。
它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。
现用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:a.用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B。
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平。
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。
当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
①实验中还应测量的物理量是_________ ___________。
②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是____ ________________。
③被压缩弹簧的弹性势能的表达式为。
16.【2014广东省佛山市高二期末检测】某同学用如图所示的装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证碰撞中的动量守恒,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,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的支柱上,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,图中O点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点,B球落点痕迹如图,其中米尺水平放置,米尺的零点与O点对齐(1)从图中可以测出碰撞后B球的水平射程应取为cm(2)若A球和B球的质量分别为m A和m B,球的直径为d,OM的距离为S1,OP的距离为S2,ON的距离为S3,则验证碰撞中的动量守恒的表达式为.17.【2014广东清远市高二期末检测】(10分)如图9所示,在做“碰撞中的动量守恒”实验中.(1)下面是本实验部分测量仪器或工具,需要的是____.A.秒表B.天平C.刻度尺D.弹簧秤(2)完成本实验,下列必须要求的条件是.A.斜槽轨道末端的切线必须水平B.入射球和被碰球的质量必须相等C.入射球和被碰球大小必须相同D.入射球每次不必从轨道的同一位置由静止滚下(3)某次实验中用游标卡尺测量小球的直径,如图10所示,该小球的直径为mm.(4)某次实验中得出的落点情况如图11所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为__________.18. 【2014北京高二期末检测】某同学用如图所示的装置,通过半径相同的两球碰撞来验证动量守恒定律。
图中AB 是斜槽,BC 是水平槽,斜槽与水平槽之间平滑连接。
实验时先使球1从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上述操作10次。
再把球2放在水平槽末端的位置,让球1仍从原位置由静止开始滚下,与球2碰撞后,两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复上述操作10次。
在记录纸上确定M 、N 、P 为三个落点的平均位置。
实验中测出球1的质量为m 1,球2的质量为m 2,M 、N 、P 三点到O 点的距离为OM 、ON 、OP ,其中O 点为水平槽末端在记录纸上的竖直投影点。
为减小误差,实验中要满足m 1________m 2(选填“大于”、“小于”、“等于”)。
若实验结果满足__________,就可以验证碰撞过程中动量守恒。
19.【2014天津市高二期末检测】如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。
(1)下列说法符合本实验要求的是 。
A .入射球比靶球质量大或者小均可B .每次入射球必须从同一高度由静止释放C .安装轨道时末端切线必须水平D .实验中需要测量轨道末端离地面的高度(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O 点,经多次释放入射球,在记录纸上找到了两球的平均落点位置M 、P 、N ,并测得它们到O 点的距离分别为OM 、OP 和ON 。
已知入射球的质量为1m ,靶球的质量为2m ,只要验证等式 成立,即可认为碰撞中的动量守恒。
(3)满足(2)的情况下,若满足等式 成立,即可认为碰撞为弹性碰撞。
(仅用OM 、OP 和ON 表示)图1120.【2014江苏省启东市高二期中检测】(7分)如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为kg m 1=的相同小球A 、B 、C 。