2019-2020年高中物理 第十六章 动量守恒定律 第一节 实验：探究碰撞中的不变量自我小测 新人教版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 第十六章 动量守恒定律 第一节 实验：探究碰撞中的不变量自我小测 新人教版选修3-51在气垫导轨上进行实验时首先应该做的是（）A给气垫导轨通气B给光电计时器进行归零处理C把滑块放到导轨上D检查挡光片通过光电门时是否能够挡光计时2若用打点计时器做实验，下列哪些操作是正确的（）A相互作用的两小车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B相互作用的两小车上，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3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4质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移时间图象如图所示，由图有以下说法：碰撞前两物体质量与速度的乘积相同；质量m1等于质量m2；碰撞后两物体一起做匀速直线运动；碰撞前两物体质量与速度的乘积大小相等、方向相反。其中正确的是（）A B C D5两球相向运动，发生碰撞后两球均静止，于是可以断定，在碰撞以前（）A两球的质量相等B两球的速度大小相同C两球各自的质量与速度的乘积大小相等D以上都不能断定6“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m115 g，原来静止的被碰小球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_。7如图所示的装置中，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为h的小支柱N上。O点到A球球心的距离为l。使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为，A球释放后摆动到最低点时恰与B球相碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线的夹角为处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点。（1）图中x应是B球初始位置到_的水平距离。（2）为了探究碰撞中的不变量，应测得_等物理量。（3）用测得的物理量表示：mAvA_；mAvA_；mBvB_。8某同学用如图甲装置做“探究碰撞中的不变量”实验。先将1球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的2球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让1球仍从原固定点由静止开始滚下和2球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。已知1球的质量大于2球的质量。（1）本实验必须测量的物理量有_。A斜槽轨道末端到水平地面的高度hB1球、2球的质量m1、m2C1球、2球离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tD记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OCE1球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h（2）为测定未放被碰小球时，1球落点的平均位置，把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐，图乙给出了1球落点的情况，由图乙可得OB距离应为_cm。（3）由实验测得的数据，如果满足等式_，那么我们认为在碰撞前后系统的mv是不变的。9如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和带固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做探究碰撞中不变量的实验：（1）把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态。（2）按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与挡板C和D碰撞的同时，电子计时器自动停表，记下A运动至C的时间t1，B运动至D的时间t2。（3）重复几次，取t1、t2的平均值。请回答以下几个问题：在调整气垫导轨时应注意_;应测量的数据还有_；作用前A、B两滑块的速度与质量乘积之和为_；作用后A、B两滑块的速度与质量乘积之和为_。参考答案1. 解析：为保护气垫导轨，实验时应该先给它通气。选项A正确。答案：A2. 解析：小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，这样做的目的是使两小车碰撞后粘在一起有共同速度，便于测量碰后的速度，选项B正 确；打点计时器的使用原则是先接通电源后释放小车，选项C正确。答案：BC3. 解析：探究碰撞中的不变量实验，要求入射小球每次到槽口时，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，A错误，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，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：BCD4. 解析：由题图可知，m1和m2碰前都做匀速直线运动，但运动方向相反，碰后两物体位置不变，即处于静止，所以碰后速度都为零，故错误，正确；又由图线夹角均为，故碰前速度大小相等，m1等于m2，也正确。答案：C5. 解析：由碰撞中的不变量可知，碰撞以前两球各自的质量与速度的乘积大小相等，故C选项正确。答案：C6. 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速度大小v1 m/s0.5 m/s，m2的速度大小v2 m/s0.75 m/s。故m1v10.0150.5 kgm/s0.007 5 kgm/s，m2v20.010.75 kgm/s0.007 5 kgm/s，可知m1v1m1v1m2v2。答案：0.015 kgm/s0.007 5 kgm/s0.007 5 kgm/s碰撞中mv的矢量和是守恒的量7. 解析：小球A在碰撞前后摆动，满足机械能守恒。小球B在碰撞后做平抛运动，则x 应为B球的平均落点到初始位置的水平距离。要得到碰撞前后的mv，要测量mA、mB、l、h、x等，对A，由机械能守恒得mAgl（1cos ）mAvA，则mAvAmA。碰后对A，有mAgl（1cos ）mAvA2，则：mAvAmA。碰后B做平抛运动，有xvBt，hgt2，所以mBvBmBx。答案：（1）B球平均落点（2）mA、mB、l、h、x（3）mAmAmBx8. 解析：（1）在高度差一定的情况下，平抛运动的时间一定，由v可知，水平速度和水平射程成正比，故只需测出小球的质量及水平射程。故选项B、D正确。（2）由题图乙可读出，45.8545.95 cm。（3）碰前：m1OB，碰后：m1OAm2OC只要m1OBm1OAm2OC，就可以认为碰撞前后系统的mv的矢量和是不变的。答案：（1）BD（2）45.8545.95（3）m1OBm1OAm2OC0（Mm）M9. 解析：为了保证滑块A、B作用后做匀速直线运动，必须使气垫导轨水平，需要用水平仪加以调试。要求出A、B两滑块在卡销放开后的速度，需测出A运动至C的时间t1和B运动至D的时间t2，并且要测量出两滑块到挡板的运动距离L1和L2，再由公式v求出其速度。设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度分别为vA，vB。碰前两滑块静止，v0，速度与质量乘积之和为0；碰后两滑块的速度与质量乘积之和为（Mm）M。答案：用水平仪测量并调试使得导轨水平A至C的距离L1、B至D的距离L2