- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

2024届湖南省衡阳市祁东县高三下学期第三次联考（三模）物理试题

为了验证碰撞中的动量守恒定律，某同学采用如图所示的装置进行了实验：

①安装实验装置，将斜面固定在水平桌边O，小球B放在桌子边缘，水平桌面上固定轻弹簧，A球将弹簧压缩到位置K处；

②实验中，经过多次从同一位置K由静止释放入射小球A，在记录纸上找到了未放被碰小球B时，入射小球A的平均落点P，以及A球与B球碰撞后，A，B两球平均落点位置M，N，并测得它们到抛出点O的距离分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

（1）、若入射小球的质量为 $\text{[math]}$ ，半径为 $\text{[math]}$ ；被碰小球的质量为 $\text{[math]}$ ，半径为 $\text{[math]}$ ，则要求______（填字母序号）。

A、 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B、 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ C、 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ D、 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

（2）、水平桌面光滑，两球的质量测量（均填“必须”或“不必”）。

（3）、如果A，B两球在碰撞过程中动量守恒，则 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 之间需满足的关系式是。

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 ．

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．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（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 ．

如图，用“碰撞试验器”可以动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

①试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量{#blank#}1{#/blank#}（填选项前的序号），间接地解决这个问题

a. 小球开始释放高度h b. 小球抛出点距地面的高度H c. 小球做平抛运动的射程

②若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为{#blank#}2{#/blank#}（用m₁；m₂；OM；ON；OP表示）若碰撞是弹性碰撞．那么还应满足的表达式为{#blank#}3{#/blank#}（用m₁；m₂；OM；ON；OP表示）．

在验证动量守恒定律的实验中，某同学用如图所示的装置进行如下的实验操作：

①先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于槽口处．使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹O；

②将木板向远离槽口平移一段距离，再使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上得到痕迹B；

③然后把半径相同的小球b静止放在斜槽水平末端，小球a仍从原来挡板处由静止释放，与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C；

④用天平测量a、b的质量分别为m_a、m_b ，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的竖直距离分别为y₁、y₂、y₃.

某同学利用光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

下面是实验的主要步骤：

①用游标卡尺测量遮光条的宽度d示数如图乙所示；

②安装好气垫导轨调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使 ▲ ；

③向气垫导轨通入压缩空气

④把滑块2放在气垫导轨上的光电门之间；然后让滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮筋；

⑤释放滑块1滑块1通过光电门1的时间为0.008s

⑥滑块1与静止的滑块2碰撞后粘合在一起，通过光电门2的时间为0.014s；

⑦用天平测得滑块1的质量310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为200g。

如图所示，某探究小组用图示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，图中的气垫导轨由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。

（1）实验探究小组采用了正确的操作步骤：

①该小组测出了滑块通过两个光电门的挡光时间。已知两滑块上遮光板的宽度相同。滑块1通过光电门1的挡光时间为 $\text{[math]}$ ，通过光电门2的挡光时间为 $\text{[math]}$ ，滑块2通过光电门2的挡光时间为 $\text{[math]}$ ；

②测得滑块1的质量为 $\text{[math]}$ ，滑块2（包括弹簧）的质量为 $\text{[math]}$ 。

（2）数据处理与实验结论：

①实验中采用气垫导轨的原因是{#blank#}1{#/blank#}；

②本实验探究滑块碰撞前后动量是否守恒，其验证等式为{#blank#}2{#/blank#}。

（3）另一实验探究小组采用了上一小组的装置，并采用了新的方式做“探究碰撞中的不变量”的实验。如图所示，两个滑块用细线连接且静止，中间有一个压缩到最短的轻质弹簧。烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为 $\text{[math]}$ 。滑块1的质量为 $\text{[math]}$ ，滑块2的质量为 $\text{[math]}$ ，则动量守恒应满足的关系式为{#blank#}3{#/blank#}。

相关试卷

公司介绍

服务介绍

帮助中心