高中物理 第16章 动量守恒定律 第1节 实验：探究碰撞中的不变量课堂练习(含解析)新人教版选修3-.pdf

word实验：探究碰撞中的不变量实验：探究碰撞中的不变量1(2019山东省高密一中高二下学期检测)气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而根本消除掉摩擦力的影响，因此成为重要的实验器材，气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验。现提供以下实验器材：(名称、图象、编号如下列图)利用以上实验器材还可以完成“探究一维碰撞中的守恒量的实验。为完成此实验，某同学将实验原理设定为：m1v0(m1m2)v(1)针对此原理，我们应选择的器材编号为：_ABC_。(2)在我们所选的器材中：_B_器材对应原理中的m1(填写器材编号)。解析：该实验的原理为m1v0(m1m2)v，两个物体最终粘在一起，一起运动，通过光电门可以测量速度的大小，所以应选择的器材为A、B、C。因为m1应该是先运动的滑块，不是静止的滑块，所以对应的器材是B。2(2018山东省昌乐二中高二下学期检测)某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：将打点计时器固定在光滑的长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图 1，碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体。他在安装好实验装置后，先接通电源然后轻推小车A，使A获得一定的速度，电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点，电源频率为50 Hz。-1-/4word(1)实验中打出的纸带如图2 所示，并测得各计数点间距标在图上，如此应选_BC_段计算A的碰前速度；应选_DE_段计算A和B碰后的共同速度(选填：“BC、“CD或“DE)。(2)已测得小车A的质量m10.20 kg，小车B的质量m20.10 kg，由以上测量结果可得：碰前m1v1_0.21_kgm/s；碰后(m1m2)v2_0.20_kgm/s。(计算结果保存两位有效数字)(3)由以上实验结果，可知在误差允许的范围内，AB碰撞过程中_质量m与速度v的乘积之和_不变。解析：(1)A与B碰后粘在一起，速度减小，相等时间内的间隔减小，可知通过BC段来计算A的碰前速度，通过DE段计算A和B碰后的共同速度。BC(2)A碰前的速度：v1t0.105 m/s1.05 m/s0.1DE碰后共同速度：v20.068 m/s0.68 m/st0.1碰前：m1v10.21.05 kgm/s0.21 kgm/s碰后：(m1m2)v20.30.68 kgm/s0.20 kgm/s可知在误差允许范围内，AB碰撞过程中，质量m与速度v的乘积之和保持不变。3(2019湖南省长沙市高二下学期检测)用如下列图装置来进展探究碰撞的不变量的实验，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角为。球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直线夹角为处，B球落到地面上，地面上铺有一张覆盖有复写纸的白纸D，用来记录球B的落点。保持角度不变，屡次重复上-2-/4word述实验，在白纸上记录到多个B球的落地点。(1)图中s应是B球初始位置到_B球落地点_的水平距离。(2)为了探究碰撞中的守恒量，应测得mA、mB、L、H、s等物理量。(3)用测得的物理量表示：mAvA_mA2gL1cos_；mAvA_mA2gL1cos_；mBvB_mBsg_。2H解析：此题需要求解出A、B碰撞前、后的速度。B碰撞前静止，碰后做平抛运动，要求其平抛运动的初速度如此需了解B碰后的水平位移，如此s为B球的初始位置到落地点的水平距离，由平抛运动的知识可得B碰后的速度为vB sts2H。由机械能守恒定律可得Ag碰前的速度为vA 2gL1cos，同理可得A碰后的速度为vA 2gL1cos。显然需要测得的物理量有：mA、mB、L、H、s。4(2019福建省“永安一中、德化一中、漳平一中三校协作高二下学期联考)某同学在做“探究碰撞中的不变量实验中，所用装置如下列图。(1)下面是本实验局部测量仪器或工具，需要的是_BC_。A秒表C刻度尺B天平D弹簧秤(2)为了完本钱实验，如下必须要求的实验条件是_AC_。A斜槽轨道末端的切线必须水平B入射球和被碰球的质量必须相等C入射球和被碰球大小必须一样D入射球每次不必从轨道的同一位置由静止滚下(3)某次实验中得出的落点情况如下列图，假设碰撞过程中质量与速度的乘积mv守恒，如此入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为_41_。解析：(1)本实验需要天平称量物体的质量，需要刻度尺测量长度，应当选BC。(2)要保证碰撞后两个球做平抛运动，故斜槽轨道末端的切线必须水平，故A 正确；入射球质量要大于被碰球质量，即m1m2，防止碰后m1被反弹，故B 错误；为保证两球正碰，如此-3-/4word两球大小必须相等，选项 C 正确；为保证碰撞的初速度一样，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故 D 错误；应当选 AC。(3)假设质量与速度的乘积mv守恒，如此有m1OPm1OMm2ON代入数据，有：m10.255m10.155m20.400解得：m1m241。-4-/4