2017-2018学年高中物理 第16章 动量守恒定律 16.1 实验 探究碰撞中的不变量课时作业 新人教版选修3-5

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1、16.1实验探究碰撞中的不变量题组一　对基本实验原理的理解　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．(多选)在利用细绳悬挂等大小球“探究碰撞中的不变量”的实验中，下列说法正确的是(　　)A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B．由静止释放小球，以便较准确地计算小球碰前速度C．两小球必须都是刚性球，且质量相同D．两小球碰后可以粘在一起共同运动答案　ABD解析　两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以A正确；由于计算碰撞前速度时用到了mgh＝mv2－0，即初速度要求为0，B正确；本实验中对小球是否有弹性无要求

2、，C错误；两球正碰后，有各种运动情况，所以D正确．2．(多选)在“探究碰撞中的不变量”的实验中，若用气垫导轨和光电计时装置进行探究，则需要的测量仪器(或工具)有(　　)A．秒表B．天平C．毫米刻度尺D．螺旋测微器答案　BC解析　在该实验中，需要测量物体的质量和挡光片的宽度，即需要天平和毫米刻度尺．3．(多选)若用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”的实验，下列操作正确的是(　　)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

3、撞后粘在一起C．先接通打点计时器的电源，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答案　BC解析　相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后两车能粘在一起共同运动，这种情况能得到能量损失最大的碰撞，选项A错、B正确；应当先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车，若小车释放以后再接通电源，纸带上能打上点的距离较短，不容易得到实验数据，故选项C正确、D错．4．(多选)在“探究碰撞中的不变量”的实验中，对于最终的结论m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，下列说

4、法正确的是(　　)A．仅限于一维碰撞B．任何情况下m1v＋m2v＝m1v1′2＋m2v2′2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组成的系统的质量与速度的乘积之和答案　AD解析　这个实验是在一维情况下设计的实验，其他情况未做探究；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．题组二　数据处理及误差分析5．用图1所示装置研究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度9.0mm

5、，两滑块被弹簧弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为0.040s，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为0.060s，左侧滑块质量100g，左侧滑块m1v1大小________g·m/s，右侧滑块质量149g，两滑块质量与速度乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝________g·m/s.图1答案　22.5　0解析　左侧滑块的速度为：v1＝＝＝0.225m/s则左侧滑块m1v1＝100g×0.225m/s＝22.5g·m/s右侧滑块的速度为：v2＝＝m/s＝0.15m/s则右侧滑块m2v2＝149g×(

6、－0.15m/s)≈－22.4g·m/s可见在误差允许的范围内两滑块m1v1＋m2v2≈0.6．在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量m1＝170g，右侧滑块质量m2＝110g，挡光片宽度d＝3.00cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图2所示．开始时两滑块静止，烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动．挡光片通过光电门的时间分别为Δt1＝0.32s，Δt2＝0.21s．则两滑块的速度大小分别为v1′＝________m/s，v2′＝________m/s(保留三位有效数字

7、)．烧断细线前m1v1＋m2v2＝________kg·m/s，烧断细线后m1v1′＋m2v2′＝________kg·m/s.可得到的结论是________．(取向左为速度的正方向)图2答案　0.0938　0.143　0　2.16×10－4　在实验误差允许的误差范围内，两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量解析　两滑块速度v1′＝＝m/s≈0.0938m/s，v2′＝＝m/s≈－0.143m/s，烧断细线前m1v1＋m2v2＝0烧断细线后m1v1′＋m2v2′＝(0.170×0.0938－0.110×0.

8、143)kg·m/s＝2.16×10－4kg·m/s，在实验误差允许的误差范围内，m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′7．“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m1＝15g，原来静止的被碰小球m2＝10g，由实验测得它们在碰撞前、后的x－t图象如图3所示，由图可知，入射小球碰撞前的m1v1是________，入射小球碰撞后的m1v1′是________，被碰小球碰撞后的m2v2′是________，由此得