【物理】2020届一轮复习人教版验证动量守恒定律作业课时作业 3页

‎2020届一轮复习人教版 验证动量守恒定律 作业 课时作业 ‎1．(2018·江西南昌月考)利用气垫导轨做实验来验证动量守恒定律：如图甲所示，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，两滑块用绳子连接；绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，得到如图乙所示的两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz.已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，A、B离开弹簧后，滑块A做匀速直线运动，其速度大小为________ m/s，本次实验中得出的结论是____________‎ ‎________________________________________________________.‎ 甲 乙 答案：0.09　两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒 解析：由题图乙可知，绳子烧断后，A、B均做匀速直线运动．开始时有vA＝0，vB＝0，A、B被弹开后有v′A＝0.09 m/s，v′B＝0.06 m/s，mAv′A＝0.018 kg·m/s，mBv′B＝0.018 kg·m/s，由此可得mAv′A＝mBv′B，即0＝mBv′B－mAv′A，结论是：两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒．‎ ‎2．(2018·江苏五校联考)某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，其操作步骤如下：‎ A．将操作台调为水平；‎ B．用天平测出滑块A、B的质量mA、mB；‎ C．用细线将滑块A、B连接，滑块A、B紧靠在操作台边缘，使A、B间的弹簧处于压缩状态；‎ D．剪断细线，滑块A、B均做平抛运动，记录A、B滑块的落地点M、N；‎ E．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2；‎ F．用刻度尺测出操作台台面距地面的高度h.‎ ‎(1)上述步骤中，多余的步骤是________．‎ ‎(2)如果动量守恒，须满足的关系是____________(用测量量表示)．‎ 答案：(1)F　(2)mAx1＝mBx2‎ 解析：取滑块A的初速度方向为正方向，两滑块的质量和平抛初速度大小分别为mA、mB、v1、v2，平抛运动的水平位移大小分别为x1、x2，平抛运动的时间为t.需要验证的方程为0＝mAv1－mBv2，又v1＝，v2＝，代入得到mAx1＝mBx2，故不需要用刻度尺测出操作台台面距地面的高度h.所以多余的步骤是F.‎ ‎2.利用图11甲所示的装置验证动量守恒定律.气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与穿过打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间.‎ 图11‎ 实验测得滑块A质量m1＝0.3kg，滑块B的质量m2＝0.1kg，遮光片的宽度d用游标卡尺测量，如图丙所示；打点计时器所用的交流电的频率f＝50Hz.将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰；碰后光电计时器显示的时间tB＝2.86×10－3s，碰撞前后打出的纸带如图乙所示.‎ ‎(1)遮光片的宽度d＝________cm.‎ ‎(2)计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s，两滑块相互作用以后系统的总动量为________ kg·m/s.(计算结果保留两位小数)‎ ‎(3)若实验相对误差绝对值σr＝×100%≤5%，即可认为系统动量守恒，则本实验在误差范围内________验证动量守恒定律.(填“能”或“不能”)‎ ‎(4)两滑块作用前后总动量不完全相等的主要原因是__________________________________.‎ 答案　(1)0.830　(2)0.60　0.58　(3)能　(4)纸带与打点计时器限位孔有摩擦 解析　(1)遮光片的宽度d＝8mm＋0.05mm×6＝0.830cm；‎ ‎(2)打点计时器打点的时间间隔为：t＝0.02s.‎ 由题图乙所示纸带可知，碰撞前A的速度：vA＝＝m/s＝2 m/s，碰撞后A的速度：vA′＝m/s＝0.97 m/s，碰撞后B的速度：vB′＝＝m/s≈2.90 m/s，‎ 碰撞前、后系统总动量分别为：p＝m1vA＝0.3×2.0kg·m/s＝0.60 kg·m/s p′＝m1vA′＋m2vB′＝0.3×0.97kg·m/s＋0.1×2.90 kg·m/s≈0.58kg·m/s ‎(3)σr＝||×100%＝||×100%≈3.3%<5%‎ 由此可知，本实验在误差范围内能验证动量守恒定律.‎ ‎(4)两滑块作用前后总动量不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦.‎