2019高中物理第十六章课时1实验：探究碰撞中的不变量（对点练巩固练）（含解析）

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1、课时1　实验：探究碰撞中的不变量　　　　　　　　　　　　　　　一、选择题1．在气垫导轨上进行“探究碰撞中的不变量”实验时首先应该做的是(　　)A．给气垫导轨通气B．给光电计时器进行归零处理C．把滑块放到导轨上D．检查挡光片通过光电门时是否能够挡光计时答案　A解析　为保护气垫导轨，实验时应该先给它通气。故A正确。2．在用气垫导轨进行“探究碰撞中的不变量”实验时，不需要测量的物理量是(　　)A．滑块的质量B．挡光的时间C．挡光片的宽度D．光电门的高度答案　D解析　从实验原理出发进行分析，A、B、C三个选项都是必须要

2、测量的物理量。故选D。3．对于“探究碰撞中的不变量”实验最终的结论m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，下列说法正确的是(　　)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乘积的矢量和答案　D解析　这个实验虽然是在一维情况下设计的实验，但结论具有普遍性，对各种碰撞均成立，A错误；系统的质量与速度乘积的矢量和在碰撞前后为不变量是实验的结论，B项中的结论不成立，而速度是矢

3、量，应考虑方向。故B、C错误，D正确。4．(多选)在利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验中，下列哪些因素可导致实验误差(　　)A．导轨安放不水平B．滑块上挡光板倾斜C．两滑块质量不相等D．两滑块碰后粘在一起答案　AB解析　导轨不水平将导致滑块速度受重力作用影响，从而产生实验误差，A正确；挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段滑块通过的位移，使滑块的速度测量出现误差，进而导致实验误差，B正确；实验中并不要求两滑块的质量相等，C错误；两滑块碰后粘在一起只意味着碰撞过程机械能损失最大，并不影响碰撞中的守恒量，D

4、错误。5．(多选)用如图所示的装置探究碰撞中的不变量时，下列注意事项正确的是(　　)A．A球到达最低点时，两球的球心连线可以不水平B．A球到达最低点时，两球的球心连线要水平C．由静止释放A球，以便较准确地计算小球碰撞前的速度D．两球必须都是刚性球，且质量相同答案　BC解析　要保证碰撞是一维对心碰撞，必须保证碰撞时两球的球心在同一高度，A错误，B正确；由于计算碰撞前速度时用到了动能定理：mgh＝mv2－0，故要求初速度为0，即A球应由静止释放，C正确；本实验中对小球是否有弹性及质量是否相等均无要求，D错误。6．(

5、多选)利用如图所示的实验装置探究碰撞中的不变量，以下所提供的测量工具中必需的是(　　)A．直尺B．游标卡尺C．天平D．弹簧测力计答案　AC解析　实验需要测量小球的质量和速度，因为平抛运动的落地高度不变，下落时间不变，所以，测量小球做平抛运动的水平位移能够替代速度的测量，因此，测量距离的直尺是必需的，A正确；天平用于测量两个小球的质量，C正确。二、非选择题7．如图a所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与

6、静止的乙车发生球心对球心的一维碰撞并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图b所示，电源频率为50Hz，规定水平向右为正方向，则碰撞前甲车速度大小为________m/s，碰撞后的共同速度大小为________m/s。已测得甲小车的质量m甲＝0.20kg，乙小车的质量m乙＝0.10kg，由以上测量结果可得：碰前各自质量与速度乘积的矢量和为________kg·m/s；碰后各自质量与速度乘积的矢量和为________kg·m/s。答案　0.60　0.40　0.12　0.12解析　电源频率为5

7、0Hz，则打点时间间隔：T＝0.02s，由题图b可知，碰撞前两点间的距离x甲＝1.2cm＝0.012m；碰后两点间的距离x甲′＝0.8cm＝0.008m；规定水平向右为正方向，由图示纸带可知，碰撞前甲车的速度：v甲＝＝m/s＝0.60m/s，碰撞后甲车的速度：v甲′＝＝m/s＝0.40m/s，碰撞前各自质量与速度的乘积的矢量和为：m甲v甲＝0.20×0.60kg·m/s＝0.12kg·m/s，碰撞后各自质量与速度的乘积的矢量和为：(m甲＋m乙)v甲′＝(0.2＋0.1)×0.4kg·m/s＝0.12kg·m/s

8、，由实验数据可知：在碰撞过程中，两车质量与速度的乘积的矢量和保持不变。8．如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A、B做“探究碰撞中的不变量”的实验，实验步骤如下：(1)把两滑块A、B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销(图中未画出)卡住A、B，在A、B的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平压缩状态。(2)按下电钮使电动卡