2019-2020年高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量課后訓(xùn)練 新人教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量課后訓(xùn)練 新人教版選修3-51如圖所示，球m1從斜槽某一高度由靜止?jié)L下，落到水平面上的P點(diǎn)。今在槽口末端放一與m1半徑相同的球m2，仍讓球m1從斜槽滾下，并與球m2正碰后使兩球落地，球m1和m2的落地點(diǎn)分別是M、N。已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點(diǎn)。則實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是()A軌道末端的切線必須是水平的B斜槽軌道必須光滑C入射球m1每次必須從同一高度由靜止?jié)L下Dm1m22在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)中，哪些因素可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差偏大()A導(dǎo)軌安放不水平 B小車上擋光板傾斜C兩小車質(zhì)量不相等 D兩小車碰后連在一起3在氣墊導(dǎo)軌上的兩個(gè)滑塊P、Q質(zhì)量分別為m1、m2，已知它們碰撞后的速度分別為v1、v2，碰撞前P的速度為v1，則碰撞前Q的速度為()A0 Bv1v2v1C D4在用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，左側(cè)滑塊質(zhì)量m1170 g，右側(cè)滑塊質(zhì)量m2110 g，擋光片寬度為3.00 cm，兩滑塊之間有一壓縮的彈簧片，并用細(xì)線連在一起，如圖所示。開始時(shí)兩滑塊靜止，燒斷細(xì)線后，兩滑塊分別向左、右方向運(yùn)動(dòng)。左、右擋光片通過光電門的時(shí)間分別為t10.32 s、t20.21 s。取向左為正方向，則兩滑塊的速度分別為v1_ m/s，v2_ m/s。燒斷細(xì)線前m1v1m2v2_ kgm/s，燒斷細(xì)線后m1v1m2v2_ kgm/s?？傻玫降慕Y(jié)論是_。5在“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，也可以探究mv2這個(gè)量(對應(yīng)于動(dòng)能)的變化情況。甲(用弓形彈片)乙(安裝撞針和橡皮泥)(1)若采用弓形彈片彈開靜止的兩滑塊的方案如圖甲所示，彈開后的mv2的總量_(選填“大于”“小于”或“等于”)彈開前mv2的總量，這是因?yàn)開。(2)若采用乙圖的方案，碰撞前mv2的總量_(選填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的總量。說明該碰撞中，存在_損失。6某同學(xué)用如圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來探究碰撞過程中的不變量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作10次。圖中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)。(1)安裝器材時(shí)要注意：固定在桌邊上的斜槽末端的切線要沿_方向。(2)某次實(shí)驗(yàn)中，得出小球落點(diǎn)情況如圖所示(單位是cm)，P、M、N分別是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落點(diǎn)的平均位置(把落點(diǎn)圈在內(nèi)的最小圓的圓心)。則入射小球和被碰小球質(zhì)量之比為m1m2_。7某同學(xué)把兩塊質(zhì)量不同的鐵塊用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的彈簧，如圖所示。將這一系統(tǒng)置于光滑水平桌面上，燒斷細(xì)線，觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行必要的測量，來探究物體間相互作用時(shí)的不變量。(1)該同學(xué)還必須準(zhǔn)備的器材是_。(2)需要直接測量的數(shù)據(jù)是_。(3)用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證物體間相互作用時(shí)的不變量的關(guān)系式是_。參考答案1. 答案：AC解析：軌道末端水平可以保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，入射球m1每次從同一高度由靜止?jié)L下可以保證每次碰前入射球速度相同，故A、C項(xiàng)正確。B中斜槽是否光滑對實(shí)驗(yàn)幾乎無影響，但質(zhì)量m1應(yīng)大于m2，否則入射球會反彈，從而引起較大的誤差。2. 答案：AB解析：導(dǎo)軌不水平，小車速度將會受重力影響；擋光板傾斜會導(dǎo)致?lián)豕獍鍖挾炔坏扔趽豕怆A段小車通過的位移，導(dǎo)致速度計(jì)算出現(xiàn)誤差。3. 答案：D解析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果m1v1m2v2m1v1m2v2可知，式中只有v2不知，利用該式解得v2，所以選項(xiàng)D正確。4. 答案：0.0940.14302.5104 kgm/s在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，兩滑塊質(zhì)量與各自速度的乘積之和為不變量解析：取向左方向?yàn)檎较?，兩滑塊速度0.094 m/s，0.143 m/s。燒斷細(xì)線前m1v1m2v20燒斷細(xì)線后m1v1m2v2(0.1700.0940.1100.143) kgm/s2.5103 kgm/s，在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，m1v1m2v2m1v1m2v2。5. 答案：(1)大于弓形彈片將彈性勢能轉(zhuǎn)化為兩滑塊的動(dòng)能(2)大于機(jī)械能(或動(dòng)能)6. 答案：(1)水平(2)41解析：(1)為保證小球滾落后做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽末端的切線要沿水平方向。(2)由碰撞過程中mv的乘積總量守恒可知(t為運(yùn)動(dòng)時(shí)間)代入數(shù)據(jù)可解得m1m241。7. 答案：(1)刻度尺、天平(2)兩鐵塊的質(zhì)量m1、m2和兩鐵塊落地點(diǎn)到桌邊的水平距離x1、x2(3)m1x1m2x2解析：本題為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在細(xì)線燒斷瞬間，在彈簧彈力的作用下兩鐵塊m1、m2分別被彈出桌面做平拋運(yùn)動(dòng)，拋出時(shí)速度不易直接測量，但可以測量兩鐵塊落點(diǎn)距拋出點(diǎn)的水平距離，故實(shí)驗(yàn)器材應(yīng)有刻度尺、天平。設(shè)落地時(shí)間為t，用天平測出兩鐵塊質(zhì)量分別為m1、m2，用刻度尺測出落點(diǎn)距拋出點(diǎn)的水平距離分別為x1、x2，則，若能求得m1x1m2x2即推知m1v1m2v2的等量關(guān)系。