高考物理一輪復(fù)習(xí)典例精析-文庫(kù)吧
2024-12-24 13:57 本頁(yè)面
【正文】 質(zhì)量為 m的砂子從車上漏出來(lái)，漏砂后小車的速度為 v，由動(dòng)量守恒定律 Mv0=(Mm)v. 【 剖析 】 錯(cuò)解的主要原因在于研究對(duì)象的選取，小車中砂子的質(zhì)量變了，即原來(lái)屬于系統(tǒng)內(nèi)的砂子漏出后就不研究了 .這樣，初狀態(tài)及末狀態(tài)就不對(duì)應(yīng)同一個(gè)系統(tǒng)了 . 【 正解 】 漏掉的砂子在剛離開(kāi)車的瞬間，其速度與小車的速度是相同的 .質(zhì)量為 m的砂子從車上漏出來(lái)，漏砂后小車的速度為 v由動(dòng)量守恒定律： Mv0=mv+(Mm)v，解得 v=v0，即砂子漏出后小車的速度是不變的 . 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 例 （ 2022南京模擬）氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器 . 它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦 . 我們可以用帶豎直擋板 C和 D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊 A和 B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì)），采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下： A. 用天平分別測(cè)出滑塊 A、 B的質(zhì)量 mA、 mB； B. 調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平； C. 在 A和 B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導(dǎo)軌上； D. 用刻度尺測(cè)出 A的左端至 C板的距離 L1. E. 按下電鈕放開(kāi)卡銷，同時(shí)使分別記錄滑塊 A、 B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作 . 當(dāng) A、 B滑塊分別碰撞 C、 D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下 A、 B分別到達(dá) C、 D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t1和 t2. 本實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量及其符號(hào)是 ，利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是 .上式中算得的 A、 B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因有 （至少答出兩點(diǎn)） . 【 解析 】 A、 B兩滑塊被壓縮的彈簧彈開(kāi)后，在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為勻速運(yùn)動(dòng)，因此只要測(cè)出 A與 C的距離 L B與 D的距離 L2及 A到 C、 B到 D的時(shí)間 t1和 t2，測(cè)出兩滑塊的質(zhì)量，就可以用 mAL1/t1=mBL2/t2驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒 . 實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量為 B與 D的距離，符號(hào) L2. 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是 mAL1/t1=mBL2/t2. 產(chǎn)生誤差的原因： ① L L mA、 mB的數(shù)據(jù)測(cè)量誤差； ②沒(méi)有考慮彈簧推動(dòng)滑塊的加速過(guò)程 。 ③ 滑塊并不是做標(biāo)準(zhǔn)的勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦 . 【 答案 】 B與 D間的距離 L2 mAL1/t1=mBL2/t2 見(jiàn)解析 例 （ 2022寧夏模擬）某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 .圖中兩擺擺長(zhǎng)相同，懸掛于同一高度， A、 B兩擺球均很小，質(zhì)量之比為 1∶ ，其側(cè)面剛好接觸 .向右上方拉動(dòng) B球使其擺線伸直并與豎直方向成 45176。 角，然后將其由靜止釋放 .結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起擺動(dòng)，且最大擺角成 30176。 .若本實(shí)驗(yàn)允許的最大誤差為177。 4%，此實(shí)驗(yàn)是否成功地驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？ 【 解析 】 設(shè)擺球 A、 B的質(zhì)量分別為 mA、 mB，擺長(zhǎng)為 l， B球的初始高度為 h1，碰撞前 B球的速度為 ，根據(jù)題意及機(jī)械能守恒定律得 h1=l(1cos 45176。 ) ① 1/2mBvB2=mBgh1 ② 設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動(dòng)量的大小分別為 p p1=mBvB ③ 聯(lián)立①②③式得 p1=mB ④ 同理可得 p2=(mA+mB) ⑤ 聯(lián)立④⑤式得 P2/p1=（ mA+mB） /mB ⑥ 代入已知條件得 (p2/p1)2= ⑦ 由此可以推出 （ p2p1） /p1 4%
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