《高中物理16.1实验：探究碰撞中的不变量课后课时精练新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理16.1实验：探究碰撞中的不变量课后课时精练新人教版选修3-5（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、16.1 实验：探究碰撞中的不变量课后课时精练1在使用如图所示的实验装置做“探究碰撞中的不变量”的实验中，必须满足的实验条件是()A斜槽轨道必须是光滑的B斜槽轨道末端的切线必须水平C入射球每次都要从同一高度由静止释放D碰撞时，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行解析：只有满足选项B、D中条件时才能保证小球的运动为平抛运动，BD正确，A错误，入射球每次从同一高度由静止释放，保证了每次碰前速度相同，C对。答案：BCD2在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中，哪些因素可导致实验误差()A导轨安放不水平B小车上挡光板倾斜C两小车质量不相等 D两小车碰后连在一起解析：导轨不水平，小车速度将会受
2、重力影响，A项对；挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，导致速度计算出现误差，B项对。答案：AB3若用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验时，下列哪些操作是正确的()A相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起C先接通打点计时器电源，再释放拖动纸带的小车D先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源解析：没有必要一个用撞针而另一个用橡皮泥配重，这样做的目的是为了碰撞后粘在一起有共同速度，便于测量碰后的速度，选项B正确；打点计时器的使用原则是先接通电源，C项正确。答案：BC4在“用两小
3、球探究碰撞中的不变量”的实验中。(1)安装和调整实验装置的要求是：_；_。(2)实验得到小球的落点情况如下图所示，若碰撞中的不变量是mv，则入射小球与被碰小球的质量之比为m1m2_。解析：在碰撞中mv不变，则m1m1m2，得m125.5m115.5m240，得10m140m2，故41。答案：(1)斜槽末端的切线必须水平入射小球和被碰小球在碰撞瞬间球心必须在同一高度(2)415在“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m115 g，原来静止的被碰小球m210 g，由实验测得它们在碰撞前后的st图象如下图所示，可知入射小球碰撞前的m1v1是_，入射小球碰撞后的m1v1是_，被碰小球碰撞后m2v2是
4、_。由此得出结论_。答案：0.015 kgm/s0.0075 kgm/s0.0075 kgm/s碰撞中mv的矢量和是守恒量6某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为12。当两摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触。向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45角，然后将其由静止释放。结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角为30。若本实验允许的最大误差为4%，此实验是否成功地验证了碰撞前后两小球的质量与速度的乘积之和保持不变。解析：设摆球A、B的质量分别为mA、mB，摆长为l，B球的初始高度为h1，碰撞前B球的速度为vB。在不考
5、虑摆线质量的情况下，根据题意及机械能守恒定律得h1l(1cos45)mBvmBgh1设碰撞前、后两摆球的质量与速度的乘积大小分别为p1、p2。有p1mBvB联立式得p1mB同理可得p2(mAmB)联立式得代入已知条件得()21.03由此可以推出4%所以，此实验在规定的误差范围内得以成功验证。答案：此实验在规定的误差范围内验证了碰撞前后两球的质量与速度的乘积之和保持不变7对于实验最终的结论m1v1m2v2m1v1m2v2，下列说法正确的是()A仅限于一维碰撞B任何情况下m1vm2vm1v12m2v22也一定成立C式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小D式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量
6、与速度乘积之和解析：这个实验是在一维碰撞情况下设计的实验；系统的质量与速度的乘积之和在碰撞前后为不变量是实验的结论，其他探究的结论情况不成立，而速度是矢量，应考虑方向。故选项A、D正确。答案：AD8用如图所示的装置进行以下实验：A先测出滑块A、B的质量M、m及滑块与桌面间的动摩擦因数，查出当地的重力加速度gB用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧压缩，滑块B紧靠在桌边C剪断细线，测出滑块B做平抛运动落地点到重垂线的水平距离x1和滑块A沿桌面滑行的距离x2(1)为探究碰撞中的不变量，写出还需测量的物理量及表示它们的字母：_。(2)若mv为不变量，需验证的关系式为_。解析：(1)要找出碰撞中的不
7、变量，应测出两滑块质量及各自的速度，取向右方向为正，剪断细线后，A向右做匀减速运动，初速度vA，B向左做平抛运动，设桌面高度为h，则hgt2，x1vBt，得vBx1。故要求出vB，还应测出h。(2)若mv为不变量，碰前MvAmvB0，碰后MvAmvB0，故MvAmvBMvAmvB，即Mmx10。答案：(1)桌面离水平地面的高度h(2)Mmx109为了探究碰撞中的不变量，实验可以在气垫导轨上进行，这样就可以大大减小阻力，使滑块在碰撞前后的运动可以看成是匀速运动，使实验的可靠性及精确度得以提高。在某次实验中，A、B两铝制滑块在一水平长气垫导轨上相碰，用闪光照相机每隔0.4秒钟拍摄一次照片，每次拍摄
8、时闪光的延续时间很短，可以忽略，如下图所示，已知滑块A、B之间的质量关系是mB1.5mA，拍摄共进行了4次，第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次在碰撞之后，A原来处于静止状态，设滑块A、B在拍摄闪光照片的这段时间内是在10 cm至105 cm这段范围内运动(以滑块上的箭头位置为准)，试根据闪光照片回答问题：(1)A、B两滑块碰撞前后的速度各为多少？(2)两滑块碰撞前后质量与速度的乘积之和是不是不变量？解析：由题图分析可知(1)碰撞后：从发生碰撞到第二次拍摄照片，A运动的时间是t1 s0.2 s由此可知：从拍摄第一次照片到发生碰撞的时间为t2(0.40.2)s0.2 s则碰撞前B滑块的速度为vBm/s1.0 m/s，由题意得vA0。(2)碰撞前：mAvAmBvB1.5 mA碰撞后：mAvAmBvB0.75mA0.75mA1.5mA所以mAvAmBvBmAvAmBvB即碰撞前后两滑块的质量与速度的乘积之和是不变量。答案：(1)碰撞前vA0，vB1.0 m/s；碰撞后vA0.75 m/s，vB0.5 m/s(2)是不变量5
