1、基础训练 19 验证动量守恒定律和机械能守恒定律（时间 60 分钟，赋分 100 分）训练指要本套试题训练和考查的重点是：理解“碰撞中的动量守恒”的实验原理；会利用打点计时器采用落体法来验证机械能守恒定律.第 12 题、第 15 题为创新题.这两个题的命题意图是：不仅要求学生理解原理、而且要求在理解实验原理的基础上去思考解决新出现的问题.一、选择题（每小题 5 分，共 40 分）1.在做“碰撞中的动量守恒”实验中，实验必须要求的条件是A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端的切线是水平的C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下D.碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行2.在“碰
2、撞中的动量守恒”实验中，下列关于小球落点说法，正确的是A.如果小球每次从同一点无初速释放，重复几次的落点一定是重合的B.由于偶然因素存在，重复操作时小球落点不重合是正常的，但落点应当比较密集C.测定 P 点位置时，如果重复 10 次的落点分别为 P1、P 2、P 3P10则 OP 应取 OP1、OP 2、OP 3OP10 的平均值，即 OP=(OP1+OP2+OP10)/10D.用半径尽量小的圆把 P1、P 2、P 3P10 圈住，这个圆的圆心是入射球落点的平均位置P3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中，需要通过计算得到的有A.重锤的质量B.重力加速度C.重锤下落的高度D.与重锤
3、下落高度对应的重锤的即时速度 4.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法或做法正确的是A.选用质量大的重锤可减小实验误差 B.实验结果总是动能增加略大于势能减小C.固定好打点计时器，用手拿住穿过限位孔的纸带一端，手应静止靠近打点计时器处D.先松开纸带，再接通电源，重物自由下落时纸带上就能打出一系列点，重复做几次5.在利用重锤自由落下验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是A.重锤下落的实际高度大于测量值 B.重锤下落的实际高度小于测量值C.重锤实际末速度 v 大于 gtD.重锤实际末速度 v 小于 gt6.如图 1191 所示，M、N 和 P 为验证动量守恒定律实验中小球的落点，如
4、果碰撞中动量守恒，则有（设入射小球与被碰小球质量分别为 m1、m 2）图 1191A.m1 = m 1 + m 2 ONPB. m 1 = m 1 + m 2 OPMNC. m 1 = m 1 + m 2 D. m 1 = m 1 + m 2 7.在验证碰撞中的动量守恒实验中，设入射球、被碰球的质量分别为 m1、m 2，为了减少实验误差，下列说法正确的是A.m1=m2B.m1m 2C.降低碰撞实验器材的高度D.入射小球释放点要适当高一些 8.在验证“碰撞中的动量守恒”实验中，需要用的测量仪器(或工具) 有A.秒表 B.天平C.刻度尺 D.游标卡尺二、填空题（每小题 6 分，共 24 分）9.用
5、落体法验证机械能守恒定律中：（1）从下列器材中选出实验所必须的，其编号为_.A.条点计时器（包括纸带） ； B.重锤；C.天平；D.毫米刻度尺；E.秒表；F.运动小车（2）打点计时器的安装放置要求为_；开始打点计时的时候，应先_，然后_.（3）计算时对所选用的纸带要求是_.（4）实验中产生系统误差的原因主要是_，使重锤获得的动能往往_.为了减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择_.（5）如果以 v2/2 为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出的 v2/2h 图线是_，该线的斜率等于_.10.如图 1192 所示装置验证碰撞中的动量守恒，A 、 B 两球直径相同，质量分别为m1、m 2.图 119
6、2（1）实验中所必须用的测量工具是_、_.（2）某次实验得出小球的落点情况如图 1193 所示，若碰撞中动量守恒，则两小球质量之比 m1m 2=_.图 119311.在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，查得当地重力加速度 g=9.80 m/s2，测出所用重物的质量 m=1.00 kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作 O，另选连续的 4 个点 A、 B、 C、 D 作为测量点，经测量知道A、 B、 C、 D 各点到 O 点的距离分别为 62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm，根据以上数据，可知重物由 O 点运动到
7、 C 点，重力势能的减少量为_J，动能的增加量为_J(取 3 位有效数字)12.处理电磁打点计时器所打出点的纸带时，常常采用计数点的办法，但在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，可以直接利用打点计时器所打出的纸带上的实际点迹而不必采用选取计数点的办法.这其中的原因是_三、计算题（共 36 分）13.（12 分）做“验证动量守恒定律”的实验时，称得小球的质量 m1=0.1 kg，m 2=0.05 kg，应选哪个为入射球?(说明理由). 两小球相碰时，在地面上的投影分别为 O、O，碰撞前后两球多次落点的平均位置为 M、P、N，但 N 点的位置模糊不清，如图 1194 所示.请你根据动量守恒
8、，判定 N 点的位置应位于什么刻度线上.图 119414.(12 分）在“验证机械能守恒定律 ”的实验中，质量为 1 kg 的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为 6 V、50 Hz 的交流电源，如图1195 所示.纸带上 O 点为重锤自由下落时纸带打点起点，选取的计数点 A、 B、 C、 D依次间隔一个点(图中未画出 )，各计数点与 O 点距离如图所示，单位为 mm，重力加速度为 9.80 m/s2，则 (1)打点计时器记录 B 点时，重锤速度 vB=?重锤动能 EkB=?(2)从开始下落算起，打点计时器记录 B 点时重锤的重力势能减少多少 ?(3)以 B
9、点为例，说明你怎样判断重锤下落过程中机械能是否守恒? 图 119515.（12 分）在“验证机械能守恒”的实验中，若不知道打点周期，只知道打点周期恒定，你能否利用打出的点迹清晰的任一纸带进行验证？如何验证？参考答案一、1.BCD 2.BD 3.D 4.A 5.D 6.C 7.BD 8.BCD二 、 9.(1)ABD (2)底 板 要 竖 直 ， 这 样 才 能 使 重 锤 落 下 时 ， 受 到 的 阻 力 较 小 ； 通 电 打 点 ；再 放 下 重 锤 ， 让 它 带 着 纸 带 一 同 落 下 （ 3） 第 1、 2 点 间 距 离 接 近 2 mm， 且 点 迹 清 晰 .(4)阻 力
10、 对重 锤 和 纸 带 的 影 响 ； 小 于 重 力 势 能 的 减 少 量 ； 质 量 较 大 的 .(5)过 原 点 的 斜 直 线 ； 重 力 加 速 度g.10.(1)天平；刻度尺 （2）4111.7.62;7.5612.这是因为重锤做自由落体运动时，加速度较大，各点之间的距离较易测量，故不必采用计数点的办法.三、13.该实验中，要求入射球质量大于被碰球质量，所以应选 m1 为入射球.由动量守恒知：m 1 ,即 0.130.00=0.114000+0.05(xN-3.00)得 xN=35.00.故NOmMP21N 点位置应在 35.00 刻度线上 .14.（1）v B=1.18 m/s;EkB=6.9610-1 J.(2)E p=6.9210-1 J(3)上述所得 E k 与 E p 在误差允许范围内二者相等，验证了物体在只受重力作用时，重力势能的减少量等于动能的增加量，即机械能守恒.15.由 s=gT 2 知，只要量出相邻点之间的距离 s1、s 2、s 3，查出当地的重力加速度g,由 T1= ,T2= ,T3= 求出 T1、T 2、T 3，继而求出其平均1gs23g34值：T= .nn21再根据 vn= 求出打某两点时的速度.s1最后分别算出两点间重力势能的减少量 E p 和动能的增加量 E k，看其是否近似相等，即可验证机械能是否守恒.
