2019年高中物理 第十六章 運(yùn)量守恒定律 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn):探究碰撞中的不變量演練知能優(yōu)化 新人教版選修3-5.doc
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2019年高中物理 第十六章 運(yùn)量守恒定律 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn):探究碰撞中的不變量演練知能優(yōu)化 新人教版選修3-5 1.(多選)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.小車上擋光板傾斜 C.兩小車質(zhì)量不相等 D.兩小車碰后連在一起 解析:選AB.選項(xiàng)A中,導(dǎo)軌不水平,小車速度將受重力的影響,從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差;選項(xiàng)B中,擋光板傾斜會(huì)導(dǎo)致?lián)豕獍鍖挾炔坏扔趽豕怆A段小車通過的位移,使計(jì)算速度出現(xiàn)誤差,所以答案應(yīng)為A、B. 2.(多選)在做利用懸線懸掛等大的小球探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是( ) A.懸掛兩球的細(xì)線長(zhǎng)度要適當(dāng)且等長(zhǎng) B.由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計(jì)算小球碰前的速度 C.兩小球必須都是剛性球且質(zhì)量相同 D.兩小球碰后可以粘合在一起共同運(yùn)動(dòng) 解析:選ABD.兩線等長(zhǎng)能保證兩球正碰,也就是對(duì)心碰撞,以減小實(shí)驗(yàn)誤差,所以A正確.由于計(jì)算碰撞前速度時(shí)用到了mgh=mv2-0,即初速度為0時(shí)碰前的速度為v=,B正確.本實(shí)驗(yàn)中對(duì)小球的材質(zhì)性能無要求,C錯(cuò)誤.兩球正碰后,有各種運(yùn)動(dòng)情況,所以D正確. 3.(多選)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí),下列哪些操作是正確的( ) A.相互作用的兩車上,一個(gè)裝上撞針,一個(gè)裝上橡皮泥,是為了改變兩車的質(zhì)量 B.相互作用的兩車上,一個(gè)裝上撞針,一個(gè)裝上橡皮泥,是為了碰撞后粘在一起 C.先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再釋放拖動(dòng)紙帶的小車 D.先釋放拖動(dòng)紙帶的小車,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 解析:選BC.車的質(zhì)量可以用天平測(cè)量,沒有必要一個(gè)用撞針而另一個(gè)用橡皮泥配重.這樣做的目的是為了碰撞后兩車粘在一起有共同速度,選項(xiàng)B正確;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用原則是先接通電源,C項(xiàng)正確. 4.在利用平拋運(yùn)動(dòng)做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中,安裝斜槽軌道時(shí),應(yīng)讓斜槽末端的切線保持水平,這樣做的目的是( ) A.入射球得到較大的速度 B.入射球與被碰球?qū)π呐鲎埠笏俣染鶠樗椒较? C.入射球與被碰球碰撞時(shí)動(dòng)能無損失 D.入射球與被碰球碰撞后均能從同一高度飛出 解析:選B.實(shí)驗(yàn)中小球能水平飛出是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵,只有這樣才能使兩個(gè)小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等. 5.“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中,入射小球質(zhì)量m1=15 g,原來靜止的被碰小球質(zhì)量m2=10 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m1v′1是________,被碰小球碰撞后的m2v′2是________.由此得出結(jié)論 ________________________________________________________________________. 解析:由題圖可知碰撞前m1的速度大小 v1= m/s=1 m/s 故碰撞前的m1v1=0.0151 kgm/s=0.015 kgm/s 碰撞后m1的速度大小v′1= m/s=0.5 m/s m2的速度大小v′2= m/s=0.75 m/s 故m1v′1=0.0150.5 kgm/s=0.007 5 kgm/s m2v′2=0.010.75 kgm/s=0.007 5 kgm/s 可知m1v1=m1v′1+m2v′2. 答案:0.015 kgm/s 0.007 5 kgm/s 0.007 5 kgm/s 碰撞中mv的矢量和是守恒的量 6.用如圖所示的裝置可以完成“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn). (1)若實(shí)驗(yàn)中選取的A、B兩球半徑相同,為了使A、B發(fā)生一維碰撞,應(yīng)使兩球懸線長(zhǎng)度________,懸點(diǎn)O1、O2之間的距離等于________. (2)若A、B兩球的半徑不相同,利用本裝置能否完成實(shí)驗(yàn)?如果你認(rèn)為能完成,請(qǐng)說明如何調(diào)節(jié)? 解析:(1)為了保證一維碰撞,碰撞點(diǎn)應(yīng)與兩球在同一條水平線上.故兩球懸線長(zhǎng)度相等,O1、O2之間的距離等于球的直徑. (2)如果兩球的半徑不相等,也可完成實(shí)驗(yàn).調(diào)整裝置時(shí),應(yīng)使O1、O2之間的距離等于兩球的半徑之和,兩球靜止時(shí),球心在同一水平高度上. 答案:(1)相等 球的直徑 (2)見解析 7.把兩個(gè)大小相同、質(zhì)量不等的金屬球用細(xì)線連接起來,中間夾一被壓縮了的輕彈簧,置于摩擦可以忽略不計(jì)的水平桌面上,如圖所示,現(xiàn)燒斷細(xì)線,觀察兩球的運(yùn)動(dòng)情況,進(jìn)行必要的測(cè)量,探究物體間發(fā)生相互作用時(shí)的不變量.測(cè)量過程中: (1)還必須添加的器材有 ________________________________________________________________________. (2)需直接測(cè)量的數(shù)據(jù)是 ________________________________________________________________________. 解析:兩球被彈開后,分別以不同的速度離開桌面做平拋運(yùn)動(dòng),兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,均為t=(h為桌面離地的高度).根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,由兩球落地點(diǎn)距拋出點(diǎn)的水平距離x=vt,知兩物體水平速度之比等于它們的射程之比,即v1∶v2=x1∶x2,因此本實(shí)驗(yàn)中只需測(cè)量x1、x2即可.測(cè)量x1、x2時(shí)需準(zhǔn)確記下兩球落地點(diǎn)的位置,故需要直尺、紙、復(fù)寫紙、圖釘、細(xì)線、鉛錘和木板等.若要探究m1x1=m2x2或m1x=m2x或=是否成立,還需要用天平測(cè)量?jī)汕虻馁|(zhì)量m1、m2. 答案:(1)直尺、紙、復(fù)寫紙、圖釘、細(xì)線、鉛錘、木板、天平 (2)兩球的質(zhì)量m1、m2以及它們做平拋運(yùn)動(dòng)的射程x1、x2 8.(xx寧波高二檢測(cè))某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞過程中不變量的實(shí)驗(yàn):在小車甲的前端粘有橡皮泥,推動(dòng)小車甲使之做勻速直線運(yùn)動(dòng).然后與原來靜止在前方的小車乙相碰并粘合成一體,而后兩車?yán)^續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng),他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖所示.在小車甲后連著紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50 Hz,長(zhǎng)木板下墊著小木片用以平衡摩擦力. (1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖所示,并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距并標(biāo)在圖上,A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn),則應(yīng)選________段計(jì)算小車甲的碰前速度,應(yīng)選________段來計(jì)算小車甲和乙碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”). (2)已測(cè)得小車甲的質(zhì)量m甲=0.40 kg,小車乙的質(zhì)量m乙=0.20 kg,由以上測(cè)量結(jié)果可得:碰前m甲v甲+m乙v乙=________kgm/s;碰后m甲v′甲+m乙v′乙=________kgm/s. (3)通過計(jì)算得出的結(jié)論是什么? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 解析:(1)觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,點(diǎn)跡均勻的階段BC應(yīng)為小車甲與乙碰前的階段,CD段點(diǎn)跡不均勻,故CD應(yīng)為碰撞階段,甲、乙碰撞后一起勻速直線運(yùn)動(dòng),打出間距均勻的點(diǎn),故應(yīng)選DE段計(jì)算碰后共同的速度. (2)v甲==1.05 m/s, v′==0.695 m/s m甲v甲+m乙v乙=0.420 kgm/s 碰后m甲v′甲+m乙v′乙=(m甲+m乙)v′ =0.600.695 kgm/s =0.417 kgm/s. (3)在誤差允許范圍內(nèi),碰撞前后兩個(gè)小車的mv之和是相等的. 答案:(1)BC DE (2)0.420 0.417 (3)在誤差允許范圍內(nèi),碰撞前后兩個(gè)小車的mv之和是相等的- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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