2018-2019学年高中物理 第十六章 动量守恒定律 16.1 实验 探究碰撞中的不变量课后巩固训练 新人教版选修3-5

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1、16.1实验探究碰撞中的不变量[基础达标练]1．(多选)在使用如图所示的实验装置做“探究碰撞中的不变量”的实验中，必须满足的实验条件是(　　)A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端的切线必须水平C．入射球每次都要从同一高度由静止释放D．碰撞时，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行答案　BCD解析　只有满足选项B、D中条件时才能保证小球的运动为平抛运动，实现一维碰撞，避免斜碰，B、D正确。本实验是通过平抛运动确定入射球碰前速度，斜槽轨道的光滑与否无影响，A错误。入射球每次从同一高度由静止释放，保证了入射球每次碰前速度相同，

2、C正确。2．(多选)若用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验，下列哪些说法是正确的(　　)A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后连在一起C．先接通打点计时器电源，再释放拖动纸带的小车D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源答案　BC解析　一个装上撞针，而另一个装上橡皮泥，这样做的目的，不是为了改变两车的质量，A错误；而是为了碰撞后连在一起有共同速度，便于测量碰后的速度，B正确；打点计时器的使用原则是先接通电源再释放拖动纸带的

3、小车，C正确，D错误。3．某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A前端装有橡皮泥，小车B前端装有撞针，轻推一下小车A使之匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并连成一体，继续做匀速运动。他设计的装置如下图所示，在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz。(1)木板的一端下边垫着小木块用来________。(2)在实验中，需要的测量工具有________。A．弹簧测力计B．毫米刻度尺C．天平D．螺旋测微器(3)已测得小车A(包括橡皮泥)的质量为m1＝0.310kg，小车B(包括撞针)的质

4、量为m2＝0.205kg，由以上测量可得：(结果保留三位有效数字)碰前两车质量与速度乘积之和为________kg·m/s；碰后两车质量与速度乘积之和为________kg·m/s。(4)结论：____________________________________。答案　(1)平衡摩擦力　(2)BC　(3)0.620　0.618(4)在实验误差允许的范围内，两小车的质量和速度的乘积(mv)之和在碰撞中保持不变解析　(1)木板的一端下边垫着小木块用来平衡摩擦力。(2)实验中需要测量小车的质量和速度，所以需要天平，需要运用刻度尺测量

5、点迹间的距离，从而计算出速度。所以B、C两项是正确的。(3)碰撞前，小车A的速度v1＝m/s＝2.0m/s，碰撞后，系统的速度v2＝m/s＝1.2m/s，则碰撞前两车质量与速度乘积之和p1＝m1v1＋0＝0.310×2.0kg·m/s＝0.620kg·m/s，碰撞后两车质量与速度乘积之和p2＝(m1＋m2)v2＝(0.310＋0.205)×1.2kg·m/s＝0.618kg·m/s。(4)可以知道在实验误差允许的范围内，两小车的质量和速度的乘积(mv)之和在碰撞中保持不变。4．如图甲所示，在“用两小球探究碰撞中的不变量”的实验中。

6、(1)安装和调整实验装置的要求是：①斜槽末端的切线必须____________；②入射小球和被碰小球在碰撞瞬间球心必须在____________。(2)实验得到小球的落点情况如图乙所示，图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P为未放小球B时，A球平均落点，M为与B球碰后，A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点。若碰撞中的不变量是两球各自质量与速度乘积之和，则入射小球与被碰小球的质量之比为m1∶m2＝________。答案　(1)①水平　②同一高度　(2)4∶1解析　在碰撞中两球各自质量与速度乘积之和不变，则m1＝m1＋m2，

7、得m1×25.5＝m1×15.5＋m2×40，得10m1＝40m2，故＝4∶1。5．某班物理兴趣小组选用如图所示装置来探究碰撞中的不变量。将一段不可伸长的轻质绳一端与力传感器(可以实时记录绳所受的拉力)相连固定在O点，另一端连接小钢球A，把小钢球拉至M处可使绳水平拉紧。在小钢球最低点N右侧放置有一水平气垫导轨，气垫导轨上放有小滑块B(B上安装宽度较小且质量不计的遮光板)、光电门(已连接数字毫秒计)。当地的重力加速度为g。某同学按如图所示安装气垫导轨、滑块B(调整滑块B的位置使小钢球自由下垂静止在N点时与滑块B接触而无压力)和光电门

8、，调整好气垫导轨高度，确保小钢球A通过最低点时恰好与滑块B发生一维碰撞。让小钢球A从某位置释放，摆到最低点N与滑块B碰撞，碰撞后小钢球A并没有立即反向，碰撞时间极短。(1)(多选)为完成实验，除了毫秒计读数Δt、碰撞前瞬间绳的拉力F1、碰撞结束瞬间