2019-2020年高中物理第十六章动量守恒定律第1节实验：探究碰撞中的不变量课后训练新人教版选修.doc

2019-2020年高中物理第十六章动量守恒定律第1节实验：探究碰撞中的不变量课后训练新人教版选修1如图所示，球m1从斜槽某一高度由静止滚下，落到水平面上的P点。今在槽口末端放一与m1半径相同的球m2，仍让球m1从斜槽滚下，并与球m2正碰后使两球落地，球m1和m2的落地点分别是M、N。已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。则实验必须满足的条件是()A轨道末端的切线必须是水平的B斜槽轨道必须光滑C入射球m1每次必须从同一高度由静止滚下Dm1m22在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中，哪些因素可导致实验误差偏大()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3在气垫导轨上的两个滑块P、Q质量分别为m1、m2，已知它们碰撞后的速度分别为v1、v2，碰撞前P的速度为v1，则碰撞前Q的速度为()A0 Bv1v2v1C D4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3.00 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。左、右挡光片通过光电门的时间分别为t10.32 s、t20.21 s。取向左为正方向，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_。5在“探究碰撞中的不变量”的实验中，也可以探究mv2这个量(对应于动能)的变化情况。甲(用弓形弹片)乙(安装撞针和橡皮泥)(1)若采用弓形弹片弹开静止的两滑块的方案如图甲所示，弹开后的mv2的总量_(选填“大于”“小于”或“等于”)弹开前mv2的总量，这是因为_。(2)若采用乙图的方案，碰撞前mv2的总量_(选填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的总量。说明该碰撞中，存在_损失。6某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。(1)安装器材时要注意：固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿_方向。(2)某次实验中，得出小球落点情况如图所示(单位是cm)，P、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置(把落点圈在内的最小圆的圆心)。则入射小球和被碰小球质量之比为m1m2_。7某同学把两块质量不同的铁块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示。将这一系统置于光滑水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，来探究物体间相互作用时的不变量。(1)该同学还必须准备的器材是_。(2)需要直接测量的数据是_。(3)用所得数据验证物体间相互作用时的不变量的关系式是_。参考答案1. 答案：AC解析：轨道末端水平可以保证小球做平抛运动，入射球m1每次从同一高度由静止滚下可以保证每次碰前入射球速度相同，故A、C项正确。B中斜槽是否光滑对实验几乎无影响，但质量m1应大于m2，否则入射球会反弹，从而引起较大的误差。2. 答案：AB解析：导轨不水平，小车速度将会受重力影响；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，导致速度计算出现误差。3. 答案：D解析：根据实验探究的结果m1v1m2v2m1v1m2v2可知，式中只有v2不知，利用该式解得v2，所以选项D正确。4. 答案：0.0940.14302.5104 kgm/s在实验允许的误差范围内，两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量解析：取向左方向为正方向，两滑块速度0.094 m/s，0.143 m/s。烧断细线前m1v1m2v20烧断细线后m1v1m2v2(0.1700.0940.1100.143) kgm/s2.5103 kgm/s，在实验允许的误差范围内，m1v1m2v2m1v1m2v2。5. 答案：(1)大于弓形弹片将弹性势能转化为两滑块的动能(2)大于机械能(或动能)6. 答案：(1)水平(2)41解析：(1)为保证小球滚落后做平抛运动，斜槽末端的切线要沿水平方向。(2)由碰撞过程中mv的乘积总量守恒可知(t为运动时间)代入数据可解得m1m241。7. 答案：(1)刻度尺、天平(2)两铁块的质量m1、m2和两铁块落地点到桌边的水平距离x1、x2(3)m1x1m2x2解析：本题为设计性实验，在细线烧断瞬间，在弹簧弹力的作用下两铁块m1、m2分别被弹出桌面做平抛运动，抛出时速度不易直接测量，但可以测量两铁块落点距抛出点的水平距离，故实验器材应有刻度尺、天平。设落地时间为t，用天平测出两铁块质量分别为m1、m2，用刻度尺测出落点距抛出点的水平距离分别为x1、x2，则，若能求得m1x1m2x2即推知m1v1m2v2的等量关系。