新高考物理一轮复习跟踪练习专题9.3 本专题实验（解析版）.docVIP

专题9.3本专题实验【练】

1．（2022·全国·高三开学考试）某研究性学习小组的同学制作了一个验证动量守恒定律的实验装置，如图所示。一圆弧形轨道与水平轨道OP平滑连接。实验中使用不同材料制成、大小相等的滑块A和滑块B，用天平测得质量分别为SKIPIF10、SKIPIF10。先不放滑块B，使滑块A从圆弧形轨道上某处S点由静止滑下，停止在水平面SKIPIF10点，测量并记录滑块A在水平轨道上滑行的距离SKIPIF10；再把滑块B静置于水平轨道始端O点，让滑块A仍从圆弧形轨道的S点由静止滑下，滑块A和滑块B碰撞后分别停在水平轨道上的SKIPIF10点和SKIPIF10点，测量并记录SKIPIF10，SKIPIF10。

（1）本实验必须满足的条件是___________（已知滑块A与滑块B碰撞后不反弹）。

A．圆弧轨道必须是光滑的

B．滑块A的质量SKIPIF10必须大于滑块B的质量SKIPIF10

C．滑块A每次必须从同一高度由静止释放

（2）若两球碰撞前后的动量守恒，其表达式可表示为___________。

（3）若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式___________是否成立。

【答案】????BC##CB

SKIPIF10????SKIPIF10

【解析】（1）AC．实验中不需要保证圆弧轨道是否光滑，只需要保证释放的滑块通过O点时速度一样，即保证在同一高度上释放即可，故A错误，C正确；

B．只有滑块A的质量大于滑块B的质量才能保证碰撞时不发生反弹，即碰撞后A的速度不发生变向，故B正确；

故选BC。

（2）当滑块A第一次从O点滑到O1点时，根据动能定理

SKIPIF10

解得

SKIPIF10

对滑块A第二次碰撞B后，对A、B后续滑行过程运用动能定理

SKIPIF10

解得

SKIPIF10

若两球碰撞前动量守恒，则满足

SKIPIF10

即需验证

SKIPIF10

（3）即需验证碰撞前后动能是否相同，即

SKIPIF10

解得

SKIPIF10

2．（2022·福建·模拟预测）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P由静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P由静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF分别为x1、x2、x3，测得A球的质量为m1，B球的质量为m2。

（1）该实验必须满足的条件有_______。

A．两球的质量必须相等

B．轨道末端必须水平

C．B球的半径大于A球的半径

D．A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放

（2）当满足表达式_______时，即说明两球碰撞中动量守恒；当水平射程x1、x2、x3满足表达式_______时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（用所测量的物理量表示）

【答案】????BD##DB????SKIPIF10????SKIPIF10

【解析】解：（1）A．为防止两球碰后A球反弹，A球的质量必须大于B球的质量，A错误；

B．为使两球碰后都做平抛运动，轨道末端必须水平，B正确；

C．为减小实验误差，要求两球对心碰撞，因此B球的半径与A球的半径相等，C错误；

D．为使小球A每次运动到斜槽末端速度相等，A球每次必须从斜轨道的同一位置由静止释放，D正确。

故选BD。

（2）两小球碰后在空中做平抛运动，下落的高度相等，由SKIPIF10可知，小球在空中运动时间相等，小球在水平方向做匀速直线运动，因此可用水平方向的射程代替小球水平方向的抛出速度，当满足表达式

SKIPIF10

即满足表达式

SKIPIF10

时，说明两球碰撞中动量守恒。

若碰撞为弹性碰撞，则机械能守恒，则有

SKIPIF10

所以可知当水