2020版高中物理16.1实验探究碰撞中的不变量分层达标训练新人教版选修3-5.doc

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1、2020版高中物理16.1实验探究碰撞中的不变量知能巩固提升新人教版选修3-51.在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，下列哪些因素可导致实验误差()A.导轨安放不水平B.小车上挡光片倾斜C.两小车质量不相等D.两小车碰后连在一起2.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m=170g,右侧滑块质量Vm=110g,挡光片宽度d为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。则两滑块的速度分别为v'1=m/s,v

2、'2=m/s(保留三位有效数字)。烧断细线前mv1+mv2=kg?m/s,烧断细线后mv'1+mv'2=kg?m/s。可得至H的结论是3.气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，采用的b.调整气垫导轨，使导轨处于水平;C.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上;d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离Li；e.按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。

3、当A、B滑块分别碰撞CD挡板时计时结束，记下A、B分别到达CD的运动时间ti和t2。(1)实验中还应测量的物理量及其符”号是。(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因有(至少答出两点)。1.如图所示，A、B两摆摆长分别为Li和L2，摆球质量分别为m和m，且m

4、填“动能”或“动量”)，守恒的关系式为。2.如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10HZ。开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用细绳连接，细绳烧断后，两个滑块向相反方向运动。已知滑块A、B的质量分别为200g、300g,根据照片记录的信息，细绳烧断后，A滑块做运动，其速度大小为m/s,本实验中得出的结论是1098765432ICmIIIIllIlIIllIllhIIlLIIllIlIlhIIllIIIlIIIIlhHllIllIIlIrlIIIllII!IIlIIIlllIIIIIllIlIIIIlhl答案解析1.

5、【解析】选A、B。导轨不水平，小车会受重力的影响，从而导致实验误差；挡光片倾斜会导致挡光片宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，使计算出现误差。1.【解析】取向左方向为正，两滑块速度0.094m/s,d3.00102ZvI=m/stι0.320.143m/S。d3.00102ZV2==m/st20.21烧断细线前mv1+mv2=0烧断细线后mv'1+mv'2=(0.170×0.094—0.110×0.143)kg?m/s=2.5×10—4kg?m/s,在实验允许的误差范围内，mv1+mv2=mv'1+mv'2。答案：0.0940.14302.5×10—4在实验允许的误差范围内

6、，两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量2.【解析】A、B两滑块被压缩的弹簧弹开后，在气垫导轨上运动时可视为匀速运动，因此只要测出A与C的距离L1,B与D的距离L2及A到C,B到D的时间11和12。测出两滑块的质量，就可以用mALImBL2验证动量是否守恒。t112(1)实验中还应测量的物理量为B的右端与D的距离,符号为⑵验证动量守恒定律的表达式是mALImBLZ,产生误差的原因：①L1、L2、m、mt1t2的数据测量误差。②没有考虑弹簧推动滑块的加速过程。③滑块并不是做标准的匀速直线运动，滑块与导轨间有少许摩擦力。答案：(1)B的右端到D的距离L2⑵mALImBL2原因

7、见解析AtIBt23.【解题指南】可按如下思路解答本题：(1)由“单摆探究碰撞中的守恒量”可知“动量守恒”。(2)根据机械能守恒可求出碰撞前后的速度。【解析】两球在最低点碰撞时，动量守恒，设碰前瞬间A球速度为V1。由机械能守1恒定律得，对A球-m1v^=m1gL1①2设AB球碰后瞬间的速度分别为V'和V2‘，由机械能守恒定律得1对A球：§mw1=m1gL1(1—CoS)1对B球：m2gL2(1—cos)2由动量守恒得mv1=—mv1'+mv2Z由①②③④式得：m1L1(1+.1—cos)=m2L2(1—CoS)答案：动量m〔丄