高中物理选修3-5同步练习试题解析_1

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1、高中物理选修3-5同步练习试题解析　实验：探究碰撞中的不变量1．在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，用到的测量工具有(　　)A．秒表、天平、刻度尺B．弹簧秤、秒表、天平C．天平、刻度尺D．秒表、刻度尺解析：用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度。运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要秒表。答案：C2．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解析：导轨不水平，小车速度将受重力的影响，从

2、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，使计算速度出现误差。答案：A、B3．用如图1－1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μ，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锤线的水平距离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

3、，需验证的关系式为：________________________________________________________________________。解析：(1)桌面离水平地面的高度h　(2)M－mx1＝0((1)要找出碰撞中的不变量，应测出两滑块及各自的速度。取向右方向为正，剪断细线后，A向右做匀减速运动，初速度v′A＝＝，B向左做平抛运动，设桌面高度为h，则h＝gt2，x1＝v′Bt，得v′B＝－x1。故要求出v′B，还应测出h。(2)若mv为不变量，碰前MvA＋mvB＝0，碰后Mv′A＋mv′B＝

4、0，故MvA＋mvB＝Mv′A＋mv′B，即M－mx1＝0。)4．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1－2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。则两滑块的速度分别为v′1＝________m/s，v′2＝________m/s。烧断细线前m1v1＋m2v2＝________kg·m/s，

5、烧断细线后m1v′1＋m2v′2＝__________kg·m/s。可得到的结论是________________________________________________________________________。解析：取向左方向为正，两滑块速度v′1＝＝m/s≈0.094m/s，v′2＝＝m/s≈－0.143m/s.烧断细线前m1v1＋m2v2＝0烧断细线后m1v′1＋m2v′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，m1v

6、1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2。答案：0.094　0.143　0　2.5×10－4kg·m/s　在实验允许的误差范围内，两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量5．如图1－3甲所示，在水平光滑轨道上停着A、B两辆实验小车，A车上系有一穿过打点计时器的纸带，当A车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器，A车运动一段距离后，与静止的B车发生正碰并连在一起运动，纸带记录下碰撞前A车和碰撞后两车的运动情况，如图1－3乙所示，打点计时器电源频率为50Hz，则碰撞前A车速度大小为________m/s，碰撞后的共同速度大小为

7、________m/s。如果已知碰撞过程中mv是不变量，则可求得mA∶mB＝________。解析：由纸带上点迹位置可知，前两段间隔均为1.20cm，最后两段间隔均为0.80cm，故小车均做匀速运动，碰前速度v＝m/s＝0.60m/s，碰后速度v′＝m/s＝0.40m/s。mAv＝(mA＋mB)v′，故mA∶mB＝2∶1。答案：0.60　0.40　mA∶mB＝2∶16．某同学用图1－4甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，

8、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。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球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是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰小球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落