2019年高中物理 第十六章 运量守恒定律 第1节 实验：探究碰撞中的不变量演练知能优化 新人教版选修3-5.doc

2019年高中物理 第十六章 运量守恒定律 第1节 实验：探究碰撞中的不变量演练知能优化 新人教版选修3-51(多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，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：选AB.选项A中，导轨不水平，小车速度将受重力的影响，从而导致实验误差；选项B中，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，使计算速度出现误差，所以答案应为A、B.2(多选)在做利用悬线悬挂等大的小球探究碰撞中的不变量的实验中，下列说法正确的是()A悬挂两球的细线长度要适当且等长B由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C两小球必须都是刚性球且质量相同D两小球碰后可以粘合在一起共同运动解析：选ABD.两线等长能保证两球正碰，也就是对心碰撞，以减小实验误差，所以A正确由于计算碰撞前速度时用到了mghmv20，即初速度为0时碰前的速度为v，B正确本实验中对小球的材质性能无要求，C错误两球正碰后，有各种运动情况，所以D正确3(多选)在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时，下列哪些操作是正确的()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，是为了碰撞后粘在一起C先接通打点计时器的电源，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解析：选BC.车的质量可以用天平测量，没有必要一个用撞针而另一个用橡皮泥配重这样做的目的是为了碰撞后两车粘在一起有共同速度，选项B正确；打点计时器的使用原则是先接通电源，C项正确4在利用平抛运动做“探究碰撞中的不变量”实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端的切线保持水平，这样做的目的是()A入射球得到较大的速度B入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向C入射球与被碰球碰撞时动能无损失D入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出解析：选B.实验中小球能水平飞出是实验成功的关键，只有这样才能使两个小球在空中运动时间相等5“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球质量m115 g，原来静止的被碰小球质量m210 g，由实验测得它们在碰撞前后的xt图象如图所示，由图可知，入射小球碰撞前的m1v1是_，入射小球碰撞后的m1v1是_，被碰小球碰撞后的m2v2是_由此得出结论_解析：由题图可知碰撞前m1的速度大小v1 m/s1 m/s故碰撞前的m1v10.0151 kgm/s0.015 kgm/s碰撞后m1的速度大小v1 m/s0.5 m/sm2的速度大小v2 m/s0.75 m/s故m1v10.0150.5 kgm/s0.007 5 kgm/sm2v20.010.75 kgm/s0.007 5 kgm/s可知m1v1m1v1m2v2.答案：0.015 kgm/s0.007 5 kgm/s0007 5 kgm/s碰撞中mv的矢量和是守恒的量6用如图所示的装置可以完成“探究碰撞中的不变量”实验(1)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O1、O2之间的距离等于_(2)若A、B两球的半径不相同，利用本装置能否完成实验？如果你认为能完成，请说明如何调节？解析：(1)为了保证一维碰撞，碰撞点应与两球在同一条水平线上故两球悬线长度相等，O1、O2之间的距离等于球的直径(2)如果两球的半径不相等，也可完成实验调整装置时，应使O1、O2之间的距离等于两球的半径之和，两球静止时，球心在同一水平高度上答案：(1)相等球的直径(2)见解析7把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接起来，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于摩擦可以忽略不计的水平桌面上，如图所示，现烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，探究物体间发生相互作用时的不变量测量过程中：(1)还必须添加的器材有_(2)需直接测量的数据是_解析：两球被弹开后，分别以不同的速度离开桌面做平抛运动，两球做平抛运动的时间相等，均为t(h为桌面离地的高度)根据平抛运动规律，由两球落地点距抛出点的水平距离xvt，知两物体水平速度之比等于它们的射程之比，即v1v2x1x2，因此本实验中只需测量x1、x2即可测量x1、x2时需准确记下两球落地点的位置，故需要直尺、纸、复写纸、图钉、细线、铅锤和木板等若要探究m1x1m2x2或m1xm2x或是否成立，还需要用天平测量两球的质量m1、m2.答案：(1)直尺、纸、复写纸、图钉、细线、铅锤、木板、天平(2)两球的质量m1、m2以及它们做平抛运动的射程x1、x28(xx宁波高二检测)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50 Hz，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，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(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)(2)已测得小车甲的质量m甲0.40 kg，小车乙的质量m乙0.20 kg，由以上测量结果可得：碰前m甲v甲m乙v乙_kgm/s；碰后m甲v甲m乙v乙_kgm/s.(3)通过计算得出的结论是什么？_解析：(1)观察打点计时器打出的纸带，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应为碰撞阶段，甲、乙碰撞后一起匀速直线运动，打出间距均匀的点，故应选DE段计算碰后共同的速度(2)v甲1.05 m/s，v0.695 m/sm甲v甲m乙v乙0.420 kgm/s碰后m甲v甲m乙v乙(m甲m乙)v0.600.695 kgm/s0.417 kgm/s.(3)在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的答案：(1)BCDE(2)0.4200.417(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