《2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5講 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律模擬檢測(cè)(選修3-5)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5講 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律模擬檢測(cè)(選修3-5)(3頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5講 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律模擬檢測(cè)(選修3-5)
1.(多選)(xx年全國(guó)卷)如圖13-5-7,大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m,擺長(zhǎng)相同,并排懸掛,平衡時(shí)兩球剛好接觸,現(xiàn)將擺球a向左邊拉開一小角度后釋放,若兩球的碰撞是彈性的,下列判斷正確的是( )
圖13-5-7
A.第一次碰撞后的瞬間,兩球的速度大小相等
B.第一次碰撞后的瞬間,兩球的動(dòng)量大小相等
C.第一次碰撞后,兩球的最大擺角不相同
D.發(fā)生第二次碰撞時(shí),兩球在各自的平衡位置
【答案】AD
【解析】?jī)汕蛟谂鲎睬昂?,水平方向不受外力,故水平兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒
2、定律有:mv0=mv1+3mv2;又兩球碰撞是彈性的,故機(jī)械能守恒,即:mv=mv+(3m)v,解兩式得:v1=-,v2=,可見第一次碰撞后的瞬間,兩球的速度大小相等,選項(xiàng)A正確;因兩球質(zhì)量不相等,故兩球碰后的動(dòng)量大小不相等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;兩球碰后上擺過(guò)程,機(jī)械能守恒,故上升的最大高度相等,另擺長(zhǎng)相等,故兩球碰后的最大擺角相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由單擺的周期公式T=2π,可知,兩球擺動(dòng)周期相同,故經(jīng)半個(gè)周期后,兩球在平衡位置處發(fā)生第二次碰撞,選項(xiàng)D正確.
2.(xx年無(wú)錫模擬)在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,一般采用如圖13-5-8甲、乙兩種裝置:
圖13-5-8
(1)若入射小球質(zhì)量為m1
3、,半徑為r1;被碰小球質(zhì)量為m2,半徑為r2,則( )
A.m1>m2,r1>r2 B.m1>m2,r1m2,r1=r2 D.m1
4、滑過(guò)程中的機(jī)械能守恒.這時(shí)需要測(cè)的物理量有:小球釋放初位置到斜槽末端的高度差h1,小球從斜槽末端做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移s、豎直高度h2,則所需驗(yàn)證的關(guān)系式為______________.
【答案】(1)C (2)AC (3)m1·OP=m1·OM+m2·O′N (4)s2=4h1h2
【解析】(1)在小球碰撞過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒,故有
m1v0=m1v1+m2v2,
在碰撞過(guò)程中動(dòng)能守恒,故有m1v=m1v+m2v,
解得v1=v0,
要碰后入射小球的速度v1>0,即m1-m2>0,m1>m2.
為了使兩球發(fā)生正碰,兩小球的半徑相同,r1=r2.故選C.
(2)P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置,M為碰后入射小球的位置,N為碰后被碰小球的位置,運(yùn)動(dòng)時(shí)間都是t=.碰撞前入射小球的速度v1=,碰撞后入射小球的速度v2=,碰撞后被碰小球的速度v3=.
若m1v1=m2v3+m1v2則表明通過(guò)該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,帶入數(shù)據(jù)得
m1·OP=m1·OM+m2·O′N,
故需要測(cè)量的工具有刻度尺和天平.
(4)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律h2=gt2,解得t=.
平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0==s.
則動(dòng)能的增加量為ΔEk=mv=.
重力勢(shì)能的減小量ΔEp=mgh1,
則驗(yàn)證=mgh1,即s2=4h1h2.