1、填空题 如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置.
(1)下列说法符合本实验要求的是______.
A.入射球比靶球质量大或者小均可
B.每次入射球必须从同一高度由静止释放
C.安装轨道时末端切线必须水平
D.实验中需要测量轨道末端离地面的高度
(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点,经多次释放入射球,在记录纸上找到了两球的平均落点位置M、P、N,并测得它们到O点的距离分别为
、和.已知入射球的质量为m1,靶球的质量为m2,只要验证等式______成立,即可认为碰撞中的动量守恒.
(3)满足(2)的情况下,若满足等式______成立,即可认为碰撞为弹性碰撞.(仅用、和表示)

参考答案:(1)A、为防止碰后m1被反弹,入射球质量要大于被碰球质量,即m1>m2,故A错误;
B、为保证碰撞的初速度相同,入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下,故B正确;
C、为保证小球做平抛运动,安装轨道时末端切线必须水平,故C正确;
D、小球做平抛运动的时间由高度差决定,由于高度差一定,故平抛的时间都相同,故水平射程与平抛的初速度成正比,故不需要测量高度差,只要满足m1.OP=m1.OM+m2.ON,就一定有m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,故D错误;
故选:BC.
(2)实验要验证两个小球碰撞前后总动量守恒,即:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;
小球做平抛运动的时间由高度差决定,由于高度差一定,故平抛的时间都相同,故水平射程与平抛的初速度成正比,故不需要测量高度差,只要满足:m1.OP=m1.OM+m2.ON;
(3)小球发生弹性碰撞,碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒,根据守恒定律,有:
m1.OP=m1.OM+m2.ON
12m1.OP2=12m1.OM2+12m2.ON2
两式联立消去质量可得:.OP2=.OM2+.ON?.MP
再化解得到:.ON=.OP+.OM
故答案为:(1)BC;(2)m1.OP=m1.OM+m2.ON;(3).ON=.OP+.OM.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,有A、B两质量为M= 100kg的小车,在光滑水平面以相同的速率v0=2m/s在同一直线上相对运动,A车上有一质量为m = 50kg的人至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B车上,才能避免两车相撞?
参考答案:v人=5.2m/s
本题解析:人跳出后,两车速度恰相同时,既避免相撞,同时人的速度又最小,
由动量守恒定律得

(2分),
(2分)
解得:v人=5.2m/s(2分)
本题难度:一般
3、简答题 如图,一质量为M=1.5kg的物块静止在光滑桌面边缘,桌面离水平面的高度为h=1.25m.一质量为m=0.5kg的木块以水平速度v0=4m/s与物块相碰并粘在一起,重力加速度为g=10m/s2.求
(1)碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.

参考答案:(1)对m与M组成的系统,碰撞过程中动量守恒,
设碰后共同的速度为v,有
mν0=(m+M)ν
解得v=1m/s
碰撞后系统损失的机械能
△E=12mν20-12(m+M)ν2
解得△E=3J
(2)物块离开桌面后做平抛运动,设落地点离桌面边缘的水平距离为x,有
竖直方向作自由落体:
h=12gt2
解得t=0.5s
水平方向匀速直线:
x=vt=0.5m
答:(1)碰撞过程中系统损失的机械能△E=3J;
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离x=0.5m.
本题解析:
本题难度:简单
4、实验题 用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图1所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,认为其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘处的C点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
(1)在上述实验操作中,下列说法正确的是_________。
A.小球1的质量一定大于球2的质量,小球1的半径可以大于小球2的半径
B.将小球静止放置在轨道末端看小球是否滚动来检测斜槽轨道末端是否水平
C.小球在斜槽上的释放点应该越高越好,可样碰前的速度大,测量误差会小
D.复写纸铺在白纸的上面,实验过程中复写纸可以随时拿起看印迹是否清晰并进行移动
(2)以下提供的器材中,本实验必需的有_________。
A.刻度尺
B.游标卡尺
C.天平
D.秒表
(3)设球1的质量为m1,球2的质量为m2,MP的长度为l1,ON的长度为l2,则本实验验证动量守恒定律的表达式为_________,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
(4)完成实验后,实验小组对上述装置进行了如图2所示的改变:

①在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近槽口处,使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
②将木板向右平移适当的距离固定,再使小球A从原固定点C由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;
③把半径相同的小球B静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球A仍从原固定点由静止开始滚下,与小球B相碰后,两球撞在木板上得到痕迹M和N;
④用刻度尺测量纸上O点到M、P、N三点的距离分别为y1、y2、y3。请你写出用直接测量的物理量来验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式:_________。(小球A、B的质量分别为m1、m2)
参考答案:(1)BD
(2)AC
(2)m1·l1=m2·l2
(4)m1
=m1
+m2
本题解析:
本题难度:困难
5、选择题 A、B两球在光滑的水平面上沿同一直线同一方向运动,质量分别为mA=1kg,mB=2kg,速度分别为vA=6m/s,vB=2m/s,当A追上B并发生碰撞后,两球的速度可能是( )
A.vA=2m/s,vB=4m/s B.vA=5m/s,vB=2.5m/s
C.vA=4m/s,vB=4m/s D.vA=7m/s,vB=1.5m/s
参考答案:A
本题解析:考虑实际情况,碰撞后A球速度不大于B球的速度;
A追上B并发生碰撞前的总动量是:
A、
,
B、
C、
,
D、
C的动量和大于碰撞前动量和,所以C错误.根据能量守恒定律,碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能,碰撞前总动能为22J,A选项碰撞后总动能为18J,C选项碰撞后总动能为24J,故C错误,A满足;
故选A.
考点:考查了动量守恒定律的应用
点评:本题碰撞过程中动量守恒,同时要遵循能量守恒定律,不忘联系实际情况,即后面的球不会比前面的球运动的快!
本题难度:一般