2016-2017学年高中物理 第十六章 动量守恒定律新人教版选修3-5

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1、第十六章动量守恒定律1实验：探究碰撞中的不变量1．(多选)对于实验最终的结论m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2，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、v′1、v′2，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

2、正确．答案：AD2．如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时力时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，将与静止的乙车发生正碰并连在一起运动，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，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.(a)(b)解析：由题图知碰前在0.02s内甲车位移约为1.2×10－2m，故碰前速度v1＝m/s＝0.6m/s；碰后在0.

3、02s内两车位移约为0.8×10－2m，故碰后速度v2＝m/s＝0.4m/s.答案：0.6　0.43．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，本实验得出的结论是__________________________

4、_．4解析：由题图可知，细绳烧断后A、B均做匀速直线运动，开始时：vA＝0，vB＝0，A、B被弹开后，v′A＝0.09m/s，v′B＝0.06m/s，mAv′A＝0.2×0.09kg·m/s＝0.018kg·m/s，mBv′B＝0.3×0.06kg·m/s＝0.018kg·m/s，由此可得：mAv′A＝mBv′B，即0＝mBv′B－mAv′A.结论：两滑块组成的系统在相互作用前后质量与速度乘积的矢量和守恒．答案：匀速直线　0.09　两滑块组成的系统在相互作用前后质量与速度乘积的矢量和守恒4.用如图所

5、示装置探究碰撞中的不变量，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，离地面高度为H，O点到A球球心距离为L，使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直方向的夹角为α.A球释放后摆到最低点时恰好与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直方向夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D，保持α角度不变．多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点．(1)图中s应是B球初始位置到________的水平距离．(2)实验中需要测量的物理量有哪些？(3)实验中不变量遵

6、循的关系式是怎样的？解析：由机械能守恒定律可知：mAgL(1－cosα)＝mAv，则A球向下摆到与B球相碰前的速度为vA＝，碰后A球的速度v′A＝，4碰后B球做平抛运动，v′B＝＝＝s.在碰撞中物体质量与速度的乘积之和不变，则mAvA＝mAv′A＋mBv′B.故有mA＝mA＋mBs.答案：(1)落地点(2)L、α、β、H、s、mA、mB(3)mA＝mA＋mBs5．某同学用图甲所示装置通过半径相同的a、b两球的碰撞来探究碰撞中的不变量．实验时把无摩擦可转动支架Q放下，先使a球从斜槽上某一固定位置P由静

7、止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把支架Q竖起，放上b球，让a球仍从位置P由静止开始滚下，到达水平槽末端时和b球碰撞，a、b分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次．图中O点是水平槽末端点在记录纸上的垂直投影点，O′为支架上b球球心在记录纸上的垂直投影点．　　　　　图甲　　　　　　　图乙(1)碰撞后b球的水平射程应取图中________段．(2)(多选)在以下选项中，属于本次实验必须进行的测量是(　　)A．支架上未放b球时，测量a

8、球落点位置到O点的距离B．a球与b球碰撞后，测量两球落点位置到O点(或O′点)的距离C．测量a球或b球的直径D．测量a球和b球的质量M和mE．测量P点相对于水平槽面的高度(3)实验中若某同学测量了小球直径，使用千分尺所得的结果如图乙所示，则球的直径D＝________cm.(4)结合课堂实验结论，按照本实验方法，4探究不变量的表达式应是：____________________________________________________.解析：题图甲中B点是不发生