2019年高中物理 第16章 动量守恒定律 课时跟踪检测（十九）实验：探究碰撞中的不变量 新人教版选修3-5.doc

2019年高中物理 第16章 动量守恒定律 课时跟踪检测（十九）实验：探究碰撞中的不变量 新人教版选修3-5一、选择题1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把光电计时器进行归零处理C把滑块放在导轨上D检查挡光片通过光电门时是否能够挡光计时解析：选A为保护气垫导轨，实验时应该先给它通气，后进行实验。选项A正确。2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：选C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。C正确。3(多选)在做探究碰撞中的不变量实验时，实验所必需的条件是()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：选BCD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，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。4(多选)在做“探究碰撞中的不变量”实验时，必须测量的物理量是()A入射小球和被碰小球的质量B入射小球和被碰小球的半径C入射小球从静止释放时的起始高度D斜槽轨道的末端到地面的高度E不放被碰小球时，入射小球飞出的水平射程F入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平射程解析：选AEF从同一高度做平抛运动，飞行时间t相同，所以需要测出的量有：未碰时入射小球的水平射程，碰后入射小球的水平射程，被碰小球的水平射程，入射小球、被碰小球的质量。二、非选择题5如图(a)所示，在水平光滑轨道上停放着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器。甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图(b)所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车速度大小为_ m/s，碰撞后两车的共同速度大小为_ m/s。解析：由题图(b)可知，碰撞前x1.2 cm，碰撞后x0.8 cm，T0.02 s，由公式v得v0.6 m/s，v0.4 m/s。答案：0.60.46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_。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至C的时间t1和B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L20(Mm)M7.某同学把两块大小不同的物体用细线连接，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m1v1m2v2，两侧都乘以时间t，有m1v1tm2v2t，即m1s1m2s2。答案：(1)刻度尺天平(2)两物体的质量m1、m2两物体落地点分别到桌子两侧边的水平距离s1、s2(3)m1s1m2s28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m1170 g，右侧滑块质量m2110 g，挡光片宽度为s3.00 cm，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t10.32 s，t20.21 s，则两滑块的速度分别为v1_m/s，v2_m/s。烧断细线前m1v1m2v2_ kgm/s，烧断细线后m1v1m2v2_kgm/s。可得到的结论是_。 解析：取向左方向为正，两滑块速度v10.094 m/s，v20.143 m/s。烧断细线前两滑块静止，所以：m1v1m2v20烧断细线后m1v1m2v2(0.1700.0940.1100.143) kgm/s2.5104 kgm/s，在实验允许的误差范围内，m1v1m2v2m1v1m2v2。答案：0.0940.14302.5104在实验允许的误差范围内，两滑块质量与各自速度的乘积矢量和为不变量