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高中物理 第16章 第1节实验 探究碰撞中的不变量检测试题 新人教版选修3-5 VIP免费

高中物理 第16章 第1节实验 探究碰撞中的不变量检测试题 新人教版选修3-5 _第1页
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"【成才之路】-学年高中物理第16章第1节实验探究碰撞中的不变量检测试题新人教版选修3-5"基础夯实1.在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中,下列哪些因素可导致实验误差()A.导轨安放不水平B.滑块上挡光板倾斜C.两滑块质量不相等D.两滑块碰后连在一起答案:AB解析:选项A中,导轨不水平将导致滑块速度受重力分力影响,从而产生实验误差;选项B中,挡板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段滑块通过的位移;实验中并不要求两滑块的质量相等;两滑块碰后连在一起只意味着碰撞过程能量损失最大,并不影响碰撞中的守恒量。综上所述,答案为A、B。2.用如图所示的装置可以完成“探究碰撞中的不变量”实验。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Q1、Q2之间的距离等于________。答案:相等球的直径解析:为了保证一维碰撞,碰撞点应与两球球心同在一条水平线上,故两球悬线长度相等,O1、O2之间距离等于球的直径。3.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m1=170g,右侧滑块质量m2=110g,挡光片宽度为3.00cm,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Δt1=0.32s,Δt2=0.21s。则两滑块的速度分别为v1′=________m/s,v2′=________m/s。烧断细线前m1v1+m2v2=________kg·m/s,烧断细线后m1v1′+m2v2′=________kg·m/s。可得到的结论是__________________________________。答案:0.0940.14302.5×10-4kg·m/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,两滑块速度v1′==m/s≈0.094m/s,v2′==m/s≈-0.143m/s。烧断细线前m1v1+m2v2=0烧断细线后m1v1′+m2v2′=(0.170×0.094-0.110×0.143)kg·m/s=2.5×10-4kg·m/s,在实验允许的误差范围内,m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。4.水平光滑桌面上有A、B两个小车,质量分别是0.6kg和0.2kg,A车的车尾拉着纸带,A车以某一速度与静止的B车碰撞,碰后两车连在一起共同向前运动。碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示,根据这些数据,请猜想:把两小车加在一起计算,有一个什么物理量在碰撞前后是相等的?答案:碰撞前后mv是相等的。解析:由纸带可以看出,A、B两个小车碰前和碰后都是向右运动,且碰撞时发生在从右边数第5个点时,A车碰前碰后都看成匀速运动,右边4个间隔距离为6.6cm,时间t=4×0.02s=0.08s,vA=cm/s=82.5cm/s=0.825m/sA物体的mAvA=0.6kg×0.825m/s=0.495kg·m/s碰后A与B一起运动的速度vAB==0.58m/s则(mA+mB)vAB=(0.6+0.2)kg×0.58m/s=0.464kg·m/s故在误差范围内,mv在碰撞前后是相等的。5.(宁波效实中学~学年高二下学期期末)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50Hz,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(以上两格填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)。(2)已测得小车甲的质量m甲=0.40kg,小车乙的质量m乙=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前m甲v甲+m乙v乙=__________kg·m/s;碰后m甲v甲′+m乙v乙′=________kg·m/s。(3)通过计算得出的结论是什么?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。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==1.05m/s,v′==0.695m/sm甲v甲+m乙v乙=0.420kg·m/s碰后m甲v′甲+m乙v′乙=(m甲...

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