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《高中物理第十六章动量守恒定律1实验：探究碰撞中的不变量课堂演练新人教版选修3_5》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、1实验：探究碰撞中的不变量课时巩固达标检测1.如图甲所示，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,与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况,如图乙所示，电源频率为50战，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加i=0.20kg,乙小车的质量仍2=0.10kg,由以匕则量结果可得：碰前总动量为kg・m/s；碰后总动量为kg・m/s.图甲xAx解析：碰撞前△x=l.2cm,碰
2、撞后△水=0.8cm,7=0.02s,rtl得碰前卩甲=頁==0.6m/s；碰后v=AyAt=0.4m/s.碰前总动量pi=nhVi=0.2X0.6kg・m/s=0.12kg•m/s碰后的总动量：pi=（/〃i+处）血=0.3X0.4kg•m/s=0.12kg・m/s.答案：0.60.40.120.121.（1）利用气垫导轨通过频闪照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验.实验要求研究两滑块碰撞吋动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞吋动能损失最大应选下图中的（填“甲”或“乙”）；若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的（填“甲”或“乙”）（甲图两滑块
3、分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）.图甲图乙（2）某次实验时碰撞前〃滑块静止，川滑块匀速向〃滑块运动并发生碰撞，利用频闪照相的方法连续4次拍摄得到的照片如图丙所示.已知相邻两次闪光的时间间隔为7；在这4次闪光的过程中，A.〃两滑块均在0〜80cm范围内，且第1次闪光时，滑块昇恰好位于/=10cm处.若久〃两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的时刻，/、〃两滑块质量比册：处=.55556io203040506()7()8Oxf图丙解析：（1）若要求碰撞时动能损失最人，则需两物体碰撞后结合在一起
4、，故应选图屮的乙；若耍求碰撞动能损失最小则应使两物体发生完全弹性碰撞，即选图中的甲；（2）rh图可知，第1次闪光时，滑块力恰好位于^r=10cm处；第二次/在^=30cm处；第三次力在/T=50cm处；碰撞在尸60cm处，从第三次闪光到碰撞的时间为刁则可知碰撞发生在第1V次闪光后的2.57时刻；若设碰前/的速度为r,则碰后/的速度为一㊁，〃的速度为r,根据动量守恒定律可得：吋=—臥•卄.r,解得：答案：⑴乙甲（2）2.5T2:31.如图所示为气垫导轨上两个滑块久〃相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10H乙开始吋两个滑块静止，它们之I'可有一
5、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.已知滑块久〃的质量分別为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.1098765432cmhiiihiidiiHliiiiliihIiiiiIiiiiIiihIiiiiliHihiidiiiiliiiihiMilliliiiiliihIhiiIiiiiIiixAAAAAAA/10J9
6、87654321cm曲曲宜宜][J]由面陵]面面解析：由题图可知，细绳烧断后川、〃均做匀速直线运动，开始时：必=0,F=0,A、B被弹
7、开后，vrj=0.09m/s,vfB=0.06m/s,m.vf力=0.2X0.09kg•m/s=0.018kg•m/s,iubv'b=0・3X0.06kg•m/s=0.018kg•m/s,由此可得：mAv'A—mfiv'a,即0=伽/a—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暈与速度乘积的矢暈和守恒2.用如图所示装置探究碰撞中的不变量，质量为加的钢球力用细线悬挂于0点，质量为伽的钢球〃放在小支柱河上，离地面高度为〃，。点到力球球心距离为力，使悬线在理球释放
8、前伸直，且线与竖直方向的夹角为Q./I球释放后摆到最低点吋恰好与$球正碰，碰撞后，/球把轻质指示针0C推移到与竖直方向夹角为〃处，〃球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸〃，保持。角度不变.多次重复上述实验，白纸上记录到多个〃球的落卢•a的水平距离.(1)图中s应是〃球初始位置到⑵实验中需要测量的物理量有哪些?(3)实验中不变量遵循的关系式是怎样的?解析:由机械能守恒定律可知:则畀球向卞摆到与〃球相碰前的速度为匕i=a),碰后〃球做平抛运动，/尸牛=」一=st2〃碰后S球的速度/A=p2gL(1—cos0),在碰撞中物体质量与速度的乘积之和不变
9、，2〃=m/fJ2gL(1—cosB)+/%s则niAVA=mAvfa+hihV1&故有/n.()2gL(1—cosa
