2019-2020年高中物理 第16章 第1节 实验：探究碰撞中的不变量同步练习 新人教版选修3-5

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1、2019-2020年高中物理第16章第1节实验：探究碰撞中的不变量同步练习新人教版选修3-51．在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，下列哪些因素可导致实验误差(　　)A．导轨安放不水平　　B．滑块上挡光板倾斜C．两滑块质量不相等D．两滑块碰后连在一起答案：AB解析：选项A中，导轨不水平将导致滑块速度受重力分力影响，从而产生实验误差；选项B中，挡板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段滑块通过的位移；实验中并不要求两滑块的质量相等；两滑块碰后连在一起只意味着碰撞过程能量损失最大，并不影响碰撞中的守恒量。综上所述，答案为A、B。2．用如图所示的装置可以完成“

2、探究碰撞中的不变量”实验。若实验中选取的A、B两球半径相同，为了使A、B发生一维碰撞，应使两球悬线长度________，悬点Q1、Q2之间的距离等于________。答案：相等　球的直径解析：为了保证一维碰撞，碰撞点应与两球球心同在一条水平线上，故两球悬线长度相等，O1、O2之间距离等于球的直径。3．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5

3、0Hz，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。答案：0.6　0.4解析：碰撞前Δx＝1.2cm，碰撞后Δx′＝0.8cm，T＝0.02s，由v＝得碰前v甲＝＝0.6m/s；碰后v＝＝0.4m/s。4．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，滑块用绳子连接，绳子烧断后，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，A、B离开弹簧后，A滑块做________运动，其速

4、度大小为________m/s，本实验中得到的结论是_________________________________________。答案：匀速　0.09　碰撞前后滑块A、B的质量与速度乘积之和为不变量解析：碰撞前：vA＝0，vB＝0，所以有mAvA＋mBvB＝0碰撞后：v′A＝0.09m/s，v′B＝0.06m/s规定向右为正方向：mAv′A＋mBv′B＝0.2×(－0.09)＋0.3×0.06＝0则由以上计算可知：mAvA＋mBvB＝mAv′A＋mBv′B。5．“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m1＝15g，原来静止的被碰小球m2＝10g，由

5、实验测得它们在碰撞前后的x－t图象如图，可知入射小球碰撞后的m1v′1是________，入射小球碰撞前的m1v1是______，被碰撞后的m2v′2是________。由此得出结论____________。答案：0.0075kg·m/s　0.015kg·m/s0．0075kg·m/s　碰撞中mv的矢量和是守恒量解析：碰撞前m1的速度大小v1＝m/s＝1m/s，故碰撞前的m1v1＝0.015kg×1m/s＝0.015kg·m/s。碰撞后m1的速度大小v1′＝m/s＝0.5m/s，m2的速度大小v2′＝m/s＝0.75m/s，故m1v1′＝0.015kg×

6、0.5m/s＝0.0075kg·m/s，m2v2′＝0.01×0.75kg·m/s＝0.0075kg·m/s，可知m1v1＝m1v1′＋m2v2′。6．(广东揭阳市惠来一中xx～xx学年高二下学期期末)某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车甲的前端粘有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动。然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图所示。在小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。(1)若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间距并标在图上，

7、A为运动起始的第一点，则应选________段计算小车甲的碰前速度，应选________段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两格填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)。(2)已测得小车甲的质量m甲＝0.40kg，小车乙的质量m乙＝0.20kg，由以上测量结果可得：碰前m甲v甲＋m乙v乙＝__________kg·m/s；碰后m甲v甲′＋m乙v乙′＝______kg·m/s。(3)通过计算得出的结论是什么？答案：(1)BC　DE　(2)0.420　0.417(3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的。解析：(1)观察打点计时器打出的纸

8、带，点迹均匀的阶段BC应为小车甲与乙碰前的阶段，CD段点迹不均匀，故CD应为碰撞