2019-2020年高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律 1 實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量課后訓(xùn)練 新人教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律 1 實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量課后訓(xùn)練 新人教版選修3-5基礎(chǔ)鞏固1在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量實(shí)驗(yàn)中，哪些因素可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差()A導(dǎo)軌安放不水平B小車(chē)上擋光板傾斜C兩小車(chē)質(zhì)量不相等D兩小車(chē)碰后連在一起2在光滑桌面上有兩個(gè)小球，甲球的質(zhì)量為2 kg，乙球的質(zhì)量為1 kg，乙球靜止，甲球以4 m/s的速度和乙球?qū)π南嗯?，下列說(shuō)法正確的是()A碰撞后甲球的速度為0，乙球的速度為8 m/s，方向與甲球原來(lái)的速度方向相同B碰撞后甲球的速度變小，乙球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)C碰撞后兩球的速度無(wú)法確定D以上結(jié)論都不正確3在“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，也可以探索mv2這個(gè)量(對(duì)應(yīng)于動(dòng)能)的變化情況。(1)若采用弓形彈片滑塊的方案如圖甲所示，彈開(kāi)后的mv2的總量_(填“大于”“小于”或“等于”)彈開(kāi)前mv2的總量，這是因?yàn)開(kāi)。(2)若采用圖乙所示的方案，碰撞前mv2的總量_(填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的總量，說(shuō)明彈性碰撞中_守恒。(3)若采用圖丙所示的方案，碰撞前mv2的總量_(填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的總量，說(shuō)明非彈性碰撞中存在_損失。4“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，入射小球m115 g，原來(lái)靜止的被碰小球m210 g，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得它們?cè)谂鲎睬昂蟮膞t圖象如圖所示，由圖可知，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_ 。由此得出結(jié)論_。能力提升5水平光滑桌面上有A、B兩個(gè)小車(chē)，質(zhì)量分別是0.6 kg和0.2 kg。A車(chē)的車(chē)尾拉著紙帶，A車(chē)以某一速度與靜止的B車(chē)碰撞，碰后兩車(chē)連在一起共同向前運(yùn)動(dòng)。碰撞前后打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖所示。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，請(qǐng)猜想：什么物理量在碰撞前后是相等的？6如圖所示，在實(shí)驗(yàn)室中用兩端帶豎直擋板C、D的氣墊導(dǎo)軌和有固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A、B，做探究碰撞中不變量的實(shí)驗(yàn)：(1)把兩滑塊A和B緊貼在一起，在A上放質(zhì)量為m的砝碼，置于導(dǎo)軌上，用電動(dòng)卡銷(xiāo)卡住A和B，在與A和B的固定擋板間放一彈簧，使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài)。(2)按下電鈕使電動(dòng)卡銷(xiāo)放開(kāi)，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)記錄兩滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間的電子計(jì)時(shí)器，當(dāng)A和B與擋板C和D碰撞的同時(shí)，電子計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表，記下A至C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1，B至D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2。(3)重復(fù)幾次取t1，t2的平均值。請(qǐng)回答以下幾個(gè)問(wèn)題：在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意_；應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)還有_；作用前A、B兩滑塊速度與質(zhì)量乘積之和為_(kāi)，作用后A、B兩滑塊速度與質(zhì)量乘積之和為_(kāi)。7用氣墊導(dǎo)軌研究碰撞中物理量的特點(diǎn)，碰撞前后兩滑塊可以看做勻速運(yùn)動(dòng)。某次實(shí)驗(yàn)中，A、B兩鋁制滑塊在一水平氣墊導(dǎo)軌上相碰，用閃光照相每隔0.4 s的時(shí)間拍攝一次照片，每次拍攝閃光的延續(xù)時(shí)間很短，可以忽略不計(jì)，如圖所示。已知A、B之間的質(zhì)量關(guān)系是mB1.5mA，拍攝進(jìn)行了4次，第一次是在兩滑塊相撞之前，以后的3次是在碰撞之后，A原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)A、B滑塊在拍攝閃光照片的這段時(shí)間內(nèi)是在10105 cm這段范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)(以滑塊上的箭頭位置為準(zhǔn))，試根據(jù)閃光照片求：(1)A、B兩滑塊碰撞前后的速度各為多少；(2)根據(jù)閃光照片分析說(shuō)明兩滑塊碰撞前后兩個(gè)物體各自的質(zhì)量與自己速度的乘積之和是不是不變量。參考答案1. 答案：AB點(diǎn)撥：A項(xiàng)導(dǎo)軌不水平，小車(chē)速度將受重力影響。B項(xiàng)中擋光板傾斜導(dǎo)致?lián)豕獍鍖挾炔坏扔趽豕怆A段小車(chē)通過(guò)的位移，導(dǎo)致速度計(jì)算出現(xiàn)誤差。2. 答案：BC點(diǎn)撥：根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果m1v1m2v2m1v1m2v2可知，碰撞前甲球的速度為v1，乙球的速度為0，碰撞后兩球的速度各是多大無(wú)法確定，利用牛頓第二定律知，甲球受到阻礙，速度應(yīng)該變小，乙球受到?jīng)_擊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B、C正確。3. 答案：(1)大于彈片的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為兩滑塊動(dòng)能，滑塊動(dòng)能增加(2)等于機(jī)械能(3)大于機(jī)械能4. 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點(diǎn)撥：碰撞前m1的速度大小v1 m/s1 m/s，故碰撞前的m1v10.015 kg1 m/s0.015 kgm/s。碰撞后m1的速度大小v10.5 m/s，m2的速度大小v20.75 m/s，故m1v10.015 kg0.5 m/s0.007 5 kgm/s，m2v20.010.75 kgm/s0.007 5 kgm/s，可知m1v1m1v1m2v2。5. 答案：見(jiàn)點(diǎn)撥點(diǎn)撥：由紙帶可以看出，A、B兩個(gè)小車(chē)碰前和碰后都是向左運(yùn)動(dòng)，且碰撞是發(fā)生在從右邊數(shù)第5個(gè)點(diǎn)時(shí)，A車(chē)碰前碰后都看成勻速運(yùn)動(dòng)，右邊4個(gè)間隔距離為6.6 cm，時(shí)間t40.02 s0.08 s，vA82.5 cm/s0.825 m/s。A物體的mAvA0.60.825 kgm/s0.495 kgm/s。碰后A與B一起運(yùn)動(dòng)的速度vAB0.58 m/s。則(mAmB)vAB(0.60.2)0.58 kgm/s0.464 kgm/s。故在誤差范圍內(nèi)，mv在碰撞前后是相等的。6. 答案：使氣墊導(dǎo)軌水平放置兩滑塊到擋板的距離L1和L20(Mm)L1/t1ML2/t2點(diǎn)撥：為了保證滑塊A、B作用后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必須使氣墊導(dǎo)軌水平放置，需要用水平儀加以調(diào)試。要求出A、B兩滑塊在卡銷(xiāo)放開(kāi)后的速度，需測(cè)出A至C的時(shí)間t1和B至D的時(shí)間t2，并且要測(cè)量出兩滑塊到擋板的距離L1和L2，再由公式vs/t求出其速度。設(shè)向左為正方向，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)求得兩滑塊的速度分別為vAL1/t1，vBL2 /t2。碰前兩物體靜止，v0，速度與質(zhì)量乘積之和為0，碰后兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積為(Mm)L1/t1ML2/t2。7. 答案：(1)vA0vB1.0 m/svA0.75 m/svB0.50 m/s(2)是不變量點(diǎn)撥：由題圖分析可知(1)碰撞后：從發(fā)生碰撞到第二次拍攝照片，A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是t10.2 s，由此可知：從拍攝第一次照片到發(fā)生碰撞的時(shí)間為t2(0.40.2)s0.2 s，則碰撞前B物體的速度為vB1.0 m/s，由題意得vA0。(2)碰撞前mAvA0，mBvB1.5mA，碰撞后：mAvAmBvB0.75mA0.75mA1.5mA，所以mAvAmBvBmAvAmBvB，即碰撞前后兩個(gè)物體各自的質(zhì)量與自己的速度的乘積之和是不變量。