- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

安徽黄山市屯溪区第二中学2018届高三上学期物理期末理综物理试卷

某同学设计一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车 A 的前端粘有橡皮泥，推动小车 A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动.他设计的具体装置如图所示.在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz．长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．

（1）、若已得到打点纸带如图并测得各相邻计数点间距标在图上。A为运动起始的第一点.则应选段来计算 A的碰前速度.应选段来计算 A 和 B碰后的共同速度.(以上两格填“AB”或 “BC”或“CD”或“DE”).

（2）、已测得小车 A 的质量 m₁=0.4kg，小车 B的质量m₂=0.2kg.由以上测量结果可得：碰前总动量= kg·m/s；碰后总动量= kg·m/s。（结果保留三位有效数字）

举一反三

在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图所示，两个小球的质量分别为m_A和m_B ．

某兴趣小组设计了一个“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．他设计的具体装置如图（a）所示，在小车A后连着纸带，电磁式打点计时器的电源频率为50Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力．

某同学用如图所示装置来探究碰撞中的不变量，让质量为m₁的小球从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为m₂的小球发生碰撞。实验中必须要求的条件是（）

某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：

(ⅰ)将斜槽固定在水平桌面上，调整末端切线水平；

(ⅱ)将白纸固定在水平地面上，白纸上面放上复写纸；

(ⅲ)用重锤线确定斜槽末端在水平地面上的投影点O；

(ⅳ)让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录小球的落地点，重复多次，确定落点的中心位置Q；

(ⅴ)将小球B放在斜槽末端，让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录两小球的落地点，重复多次，确定A、B两小球落点的中心位置P、R；

(ⅵ)用刻度尺测量P、Q、R距O点的距离x₁、x₂、x₃；

(ⅶ)用天平测量小球A、B质量m₁、m₂；

(ⅷ)分析数据，验证等式m₁x₂=m₁x₁+m₂x₃是否成立，从而验证动量守恒定律。

请回答下列问题

如图甲所示为验证动量守恒定律的实验装置。

实验过程为：按图甲安装好器材，在地面上平放白纸和复写纸，用天平测量入射球和靶球质量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，先使入射球从斜槽上固定位置G由静止开始滚下，落到复写纸上，重复上述操作多次。再把靶球放在水平槽末端，让入射球仍从位置G由静止开始滚下，和靶球碰撞后继续向前运动落到复写纸上，重复操作多次。最终记录纸上得到的落点痕迹如图乙所示。

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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