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《2019-2020学年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练习含解析新人教版选修3 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、1 实验:探究碰撞中的不变量基础巩固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.停表、天平、刻度尺B.弹簧测力计、停表、天平C.天平、刻度尺、光电计时器D.停表、刻度尺、光电计时器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,因此不需要停表。答案C2.(多选)在做探究碰撞中的不变量实验时,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是水平的C.入射球每一次都要从同一高度由静止滚下D.碰撞的瞬间,入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行解析探究碰撞中的不变量实验,要求入射小
2、球每次到槽口时,具有相同的速度,所以应从槽上同一位置滚下,但斜槽不需要光滑,选项A错误,选项C正确;由于碰撞前、后要求小球均做平抛运动,且抛物线在同一平面,选项B、D正确。只有满足实验所必需的条件,所做实验才能达到预期目的。答案BCD3.(多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,哪些因素可导致实验误差( ) A.导轨安放不水平B.小车上挡光板倾斜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,小车速度将会受重力影响,选项A正确;挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移,导致速度计算出现误差,选项B正确;本实验
3、要求两小车碰后连在一起,不要求两小车质量相等。答案AB4.某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩的弹簧,如图所示,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察物体的运动情况,进行必要的测量,验证物体间相互作用时的守恒量。(1)该同学还必须有的器材是 、 。 (2)需要直接测量的数据是 、 。 (3)用所得数据验证守恒量的关系式为 。 解析两物体弹开后各自做平抛运动,根据平抛运动知识可知两物体在空中运动的时间相等。所需验证的表达式为m1v1=m2v2,两侧都乘以时间t,有m1v1t=m2v2t,即m1x1=m2x2。答案(1)刻度尺 天平 (2
4、)两物体的质量m1、m2 两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离x1、x2 (3)m1x1=m2x25.某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,平衡摩擦力后,推一下小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。他设计的具体装置如图所示,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。(1)若实验得到的纸带如图所示,并测得各计数点间距,则应选 段来计算A的碰撞前速度v0;应选 段来计算A和B碰后的共同速度v。 (2)实验中测得小车A的质量mA
5、=0.40kg,小车B的质量mB=0.20kg。则碰前:mAv0= kg·m/s;碰后:(mA+mB)v= kg·m/s。(计算结果保留三位有效数字) (3)由本次实验获得的初步结论是 。 解析(1)由纸带知,碰撞前小车A先加速一段时间后匀速运动,碰撞后仍然匀速运动,要测量碰撞前后匀速运动的速度,则应选BC段计算A碰前的速度v0,选DE段计算A和B碰后的共同速度v。(2)由纸带数据可知,v0=BC5T=10.500.1×10-2m/s=1.050m/s,mAv0=0.420kg·m/s,v=DE5T=0.695m/s,(mA+mB)v=0.417m/s。(3
6、)根据碰撞前后的动量关系可知在误差允许的范围内系统动量守恒。答案(1)BC DE (2)0.420 0.417 (3)在误差允许范围内,系统动量守恒6.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v1'= m/s,v2'= m/s。烧断细线前m1v1+m2v2= kg·m/
7、s,烧断细线后m1v1'+m2v2'= kg·m/s。可得到的结论是 。 解析取向左方向为正,两滑块速度v1'=dΔt1=3.00×10-20.32m/s≈0.094m/s,v2'=-dΔt2=-3.00×10-20.21m/s≈-0.143m/s。烧断细线前m1v1+m2v2=0烧断细线后m1v1'+m2v2'=(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,m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。答案0.094 0.143 0 2.5×10
