2021版高考物理一轮复习考点集训九第4节共点力平衡含解析.docx

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1、考点集训(二十六)　第3节　实验：验证动量守恒定律1．用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片来验证动量守恒定律，实验步骤如下：①用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB；②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置(如图乙所示)；④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙所示)；⑤测出所需要的物理量．请回答：(1)实验①中A、B

2、的两球质量应满足__________；(2)在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有__________；(请选填“x0、y0、xA、yA、xB、yB”)(3)两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是：________________________．[解析](1)为了防止入射球碰后反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量，即mA＞mB；(2)由于频闪照相的频率固定，因此只需要测量小球的水平位移，在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有x0、xA、xB；(3)验证的方程为mAx0＝mAxA＋mBxB.[答案](1)mA>m

3、B　(2)x0、xA、xB　(3)mAx0＝mAxA＋mBxB2．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验．在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g.采用的实验步骤如下：A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B．用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量ma、mb；C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上；D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；7E．记录滑块a通过光电门

4、时挡光片的遮光时间t；F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离sb；G．改变弹簧压缩量，进行多次测量．(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度为________mm.(2)该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即________＝__________．(用上述实验所涉及物理量的字母表示)[解析](1)螺旋测微器的固定刻度读数为2.5mm，可动刻度读数为0.01×5.0mm＝0.050mm，

5、所以最终读数为：2.5mm＋0.050mm＝2.550mm.(2)烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度为：va＝；故a的动量为：pa＝mab离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得：h＝gt′2，sb＝vbt′解得：vb＝sb动量大小：pb＝mbsb若动量守恒，设向右为正，则有：0＝mbvb－mava即ma＝mbsb[答案](1)2.550　(2)　mbsb3．某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，其操作步骤如下：A．将操作台调为水平；B．用细线将滑块A、B连接，滑块A、

6、B紧靠在操作台边缘，使滑块A、B间的弹簧处于压缩状态；C．剪断细线，滑块A、B均做平抛运动，记录滑块A、B的落地点M、N；D．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2；E．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________，缺少的步骤是____________________．(2)如果动量守恒，需要满足的关系是______________(用测量量表示)．[解析]取滑块A的初速度方向为正方向，设两滑块的质量分别为mA、mB，平抛的初速度分别为v1、v2，平抛运动的时间为t.7需

7、要验证的方程：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E；但需要用天平测出滑块A、B的质量mA、mB.[答案](1)E　用天平测出滑块A、B的质量mA、mB(2)mAx1＝mBx24．一同学采用如图所示的实验装置，设计了“验证动量守恒定律”的实验．实验装置中的斜面和水平面之间用很短的平滑曲面连接，物块通过平滑曲面时速度大小不变．实验步骤主要包括：①选取两块表面粗糙程度相同的物块A、B.②将两个粘扣分别钉到两物块的侧面上，使两物块相碰时能

8、粘合在一起．③让物块A从斜面上某一位置O处由静止开始滑下，记下物块A在水平面上停下的位置P(多次滑下以准确确定位置P)，如图b所示．④在靠近斜面底端处放物块B，并使带有粘扣的一侧朝左，标出此时B所处位置M，如图c所示，让物块A从同一位置O处由静止开始滑下，A、B碰撞后粘合在一起，标出停止时两物块的位置N