- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

河南省八市2018-2019学年高二下学期物理第二次月考试卷

某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律及平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数的实验。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下：

A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；

B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量m_a、m_b：

C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上：

D．烧断细线后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动：

E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间△t：

F．滑块a最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出AC之间的距离S_a

G．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s_b；

H．改变弹簧压缩量，进行多次测量。

（1）、用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为mm；

（2）、该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即a的动量大小等于b的动量大小；（用上述实验所涉及物理量的字母表示）

（3）、改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到小滑块a的S_a与 $\text{[math]}$ 关系图象如图丙所示，图象的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为。（用上述实验数据字母表示）

举一反三

在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，让质量为m₁的小球从斜槽轨道上某处自由滚下，与静止在轨道末端的质量为m₂的小球发生对心碰撞（如图所示），则

某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示．将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒．

某同学设计了如图的实验装置验证动量守恒定律．具体设计步骤如下：

A．用天平称出A、B两个小球的质量m_A、m_B；

B．用细线将A、B连接，使A、B间的弹簧压缩（弹簧长度较小且不与小球拴接），放在桌面上的指定位置；

C．剪断细线，两个小球在桌面上滑行后由两侧飞出桌边并落在地面上，记录小球落地点；

D．测量相应物理量，记录数据并进行验证．

某同学用如图1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．

如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：

先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：

①用天平测出两个小球的质量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ；

②安装实验装置，将斜槽 $\text{[math]}$ 固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面 $\text{[math]}$ 连接在斜槽末端；

③先不放小球 $\text{[math]}$ ，让小球 $\text{[math]}$ 从斜槽顶端 $\text{[math]}$ 处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置 $\text{[math]}$ ；

④将小球 $\text{[math]}$ 放在斜槽末端 $\text{[math]}$ 处，仍让小球 $\text{[math]}$ 从斜槽顶端 $\text{[math]}$ 处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 在斜面上的落点位置；

⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端 $\text{[math]}$ 的距离，图中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 点的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。依据上述实验步骤，请回答下面问题：

（1）两小球的质量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 应满足 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#} $\text{[math]}$ （填写“ $\text{[math]}$ ”“=”或“ $\text{[math]}$ ” $\text{[math]}$

（2）小球 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 发生碰撞后， $\text{[math]}$ 的落点是图中{#blank#}2{#/blank#}点， $\text{[math]}$ 的落点是图中{#blank#}3{#/blank#}点

（3）用题目中给出的符号来表示，只要满足关系式{#blank#}4{#/blank#}，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的

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