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题型:实验探究题 题类: 难易度:普通

北京市海淀区2024-2025学年高三上学期10月月考物理试卷

用图甲所示装置做“验证动量守恒定律”实验。实验中使用的小球1和2质量分别为 , 直径分别为。在木板上铺一张白纸,白纸上面铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。

(1)、小球1和2的质量应满足 , 直径应满足。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(2)、实验时,先不放小球2,使小球1从斜槽上某一点S由静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP。再把小球2静置于斜槽轨道末端,让小球1仍从S处由静止释放,与小球2碰撞,并多次重复。该实验需要完成的必要步骤还有______。(选填选项前的字母)
A、测量两个小球的质量 B、测量小球1的释放点S距桌面的高度h C、测量斜槽轨道末端距地面的高度H D、分别找到小球1与小球2相碰后平均落地点的位置M、N E、测量平抛射程OM、ON
(3)、要验证两球碰撞前后动量守恒,仅需验证关系式是否成立【用(2)中测量的量表示】。请分析说明可以这样验证的理由
(4)、另一同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装:如图乙所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为;然后将木条平移到图中所示位置,入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与球B相撞,确定球A和球B相撞后的撞击点分别为。测得各点的高度差分别为若所测物理量满足表达式时,则说明球A和球B碰撞中动量守恒。
举一反三
如图所示,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.

①上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有{#blank#}1{#/blank#}.

A.A、B两点间的高度差h1B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1、m2D.小球1和小球2的半径r

②当所测物理量满足表达式{#blank#}2{#/blank#}(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.

③完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3 . 则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为{#blank#}3{#/blank#}(用所测物理量的字母表示).

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