學(xué)年高中物理第十六章動量守恒定律實(shí)驗(yàn)探究碰撞中不變量課后提升作業(yè)新人教版選修2

1、學(xué)年高中物理第十六章動量守恒定律.實(shí)驗(yàn)研究碰撞中的不變量課后提高作業(yè)新人教版選修學(xué)年高中物理第十六章動量守恒定律.實(shí)驗(yàn)研究碰撞中的不變量課后提高作業(yè)新人教版選修PAGE學(xué)年高中物理第十六章動量守恒定律.實(shí)驗(yàn)研究碰撞中的不變量課后提高作業(yè)新人教版選修16.1實(shí)驗(yàn)研究碰撞中的不變量課后提高作業(yè)1.(多項(xiàng)選擇)(2018廣州高二檢測)在利用氣墊導(dǎo)軌研究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)中,哪些因素可以致實(shí)驗(yàn)誤差()A.導(dǎo)軌未水安全置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【剖析】選A、B。導(dǎo)軌不水平,小車速度將受重力的影響,從而以致實(shí)驗(yàn)誤差,故A正確;擋光板傾斜會以致?lián)豕獍鍖挾炔坏扔趽豕怆A段

2、小車經(jīng)過的位移,使計(jì)算速度出現(xiàn)誤差,故B正確;兩小車質(zhì)量不相等,系統(tǒng)碰撞前后動量依舊守恒,故不會以致實(shí)驗(yàn)誤差,故C錯(cuò)誤;兩小車碰后連在一起是圓滿非彈性碰撞,系統(tǒng)碰撞前后動量依舊守恒,故不會以致實(shí)驗(yàn)誤差,故D錯(cuò)誤。2.(多項(xiàng)選擇)(2018南京高二檢測)在“研究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于最后的結(jié)論m1v1+m2v2=m1v1+m2v2,以下說法正確的選項(xiàng)是()A.僅限于一維碰撞B.任何情況下m1v1+m2v2=m1v1+m2v2也必定成立C.式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小D.式中的不變量是m1和m2組成的系統(tǒng)的質(zhì)量與速度乘積之和【剖析】選A、D。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在一維情況下設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),其

3、他情況未做研究;系統(tǒng)的質(zhì)量與速度的乘積之和在碰撞前后為不變量是實(shí)驗(yàn)的結(jié)論,其他研究的結(jié)論情況不成立,而速度是矢量,應(yīng)試慮方向。應(yīng)選項(xiàng)A、D正確。3.氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊,開始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止,它們之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧,滑塊間用繩子連接(如圖甲所示),繩子燒斷后,兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動,圖乙為它們運(yùn)動過程的頻閃照片,頻閃的頻率為10Hz,由圖可知:(1)A、B走開彈簧后,應(yīng)該做運(yùn)動,已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200g、300g,依照照片記錄的信息,從圖中可以看出閃光照片有明顯與事實(shí)不相切合的地方是。(2)若不計(jì)此失誤,分開后,A的動量大小為kgm/s,B的動量大小為kgm/s,本實(shí)驗(yàn)中

4、得出“在實(shí)驗(yàn)誤差同意范圍內(nèi),兩滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒”這一結(jié)論的依照是?！酒饰觥?1)A、B走開彈簧后因水平方向不再受外力作用,因此均做勻速直線運(yùn)動,在走開彈簧前A、B均做加速運(yùn)動,A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔應(yīng)該比后邊勻速時(shí)相鄰間隔的長度小。(2)周期T=0.1s,v=,由題圖知A、B勻速時(shí)速度分別為vA=0.09m/s,vB=0.06m/s,分開后A、B的動量大小均為p=0.018kgm/s,方向相反,滿足動量守恒,系統(tǒng)的總動量為0。答案:(1)勻速直線A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔與后邊間隔距離相同(2)0.0180.018A、B兩滑塊作用前后總動量相等,均為04.以以下列圖,在實(shí)驗(yàn)室用兩端帶豎直

5、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,做研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,用電動卡銷卡住A和B,在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)按下電鈕使電動卡銷松開,同時(shí)啟動兩個(gè)記錄兩滑塊運(yùn)動時(shí)間的電子計(jì)時(shí)器,當(dāng)A和B與擋板C和D碰撞同時(shí),電子計(jì)時(shí)器自動停表,記下A至C運(yùn)動時(shí)間t1,B至D運(yùn)動時(shí)間t2。(3)重復(fù)幾次取t1、t2的平均值。請回答以下幾個(gè)問題:在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意。應(yīng)測量的數(shù)據(jù)還有。作用前A、B兩滑塊速度與質(zhì)量乘積之和為,作用后A、B兩滑塊速度與質(zhì)量乘積之和為?！酒饰觥繛榱吮ＷC滑

6、塊A、B作用后做勻速直線運(yùn)動,必定賭氣墊導(dǎo)軌水平,需要用水平儀加以調(diào)試。要求出A、B兩滑塊在卡銷松開后的速度,需測出A至C的時(shí)間t1和B至D的時(shí)間t2,并且要測量出兩滑塊到擋板的距離L1和L2,再由公式v=求出其速度。設(shè)向左為正方向,依照所測數(shù)據(jù)求得兩滑塊的速度分別為vA=,vB=。碰前兩物體靜止,v=0,速度與質(zhì)量乘積之和為0,碰后兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為(M+m)-M。答案:必定賭氣墊導(dǎo)軌水平A至C的時(shí)間t1和B至D的時(shí)間t2,并且要測量出兩滑塊到擋板的距離L1和L20(M+m)-M5.(2018莆田高二檢測)以以下列圖為“研究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)裝置表示圖。(1)由于下落高度相同的

7、平拋小球(不計(jì)空氣阻力)的游覽時(shí)間相同,因此我們在實(shí)驗(yàn)中可以用作為時(shí)間單位。(2)本實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)必定要求的條件是()A.斜槽軌道必定是圓滑的B.斜槽軌道尾端點(diǎn)的切線是水平的C.入射小球每次都從斜槽上的同一地址無初速度釋放D.入射球與被碰球滿足mamb,ra=rb(3)圖中M、P、N分別為入射球與被碰球?qū)?yīng)的落點(diǎn)的平均地址,則實(shí)驗(yàn)中要考據(jù)的關(guān)系是()A.maON=maOP+mbOMB.maOP=maON+mbOMC.maOP=maOM+mbOND.maOM=maOP+mbON【剖析】(1)在此實(shí)驗(yàn)裝置中兩球的游覽時(shí)間相同,實(shí)驗(yàn)中可用平拋時(shí)間作為單位時(shí)間,從而變比較速度大小為比較水平位移的大小。(

8、2)選B、C、D。此實(shí)驗(yàn)要求兩小球平拋,因此應(yīng)使斜槽尾端點(diǎn)的切線是水平的,B對。要求碰撞時(shí)入射小球的速度不變,應(yīng)使入射小球每次都從斜槽上的同一地址無初速度釋放即可,C對,A錯(cuò)。為使入射小球不返回且碰撞時(shí)為對心正碰,應(yīng)使mamb且ra=rb,D對。(3)選C。實(shí)驗(yàn)中要考據(jù)mav1=mav1+mbv2,取平拋時(shí)間為單位時(shí)間,則變?yōu)閙a=ma+mb,即maOP=maOM+mbON。答案:(1)平拋時(shí)間(2)B、C、D(3)C6.(2018珠海高二檢測)用天平、氣墊導(dǎo)軌(帶光電計(jì)時(shí)器和兩個(gè)滑塊)研究物體間發(fā)生相互作用時(shí)的不變量,本實(shí)驗(yàn)可用自動照相機(jī)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(閃光頻率為10Hz),步驟方法以下:(

9、1)用天平稱出兩滑塊的質(zhì)量。mA=0.10kg,mB=0.20kg,放在水平的氣墊導(dǎo)軌上(導(dǎo)軌上標(biāo)尺的最小分度為1cm,滑塊可看作質(zhì)點(diǎn))。(2)碰撞前后連續(xù)三次閃光拍照得圖中a、b、c所示的照片;請你依照圖示數(shù)據(jù)研究物體間發(fā)生相互作用時(shí)的不變量。【剖析】由題圖a、b可確定A的速度為:vA=m/s=0.6m/s則mAvA=0.10.6kgm/s=0.06kgm/s從題圖b、c看出滑塊A與B湊近到發(fā)生碰撞需時(shí)間t2=s=2.510-2s因此A與B碰后回到7.0cm地址,歷時(shí)t=(0.1-2.510-2)s=7.510-2s因此,求出vA=m/s=-0.2m/svB=m/s=0.4m/s因此碰撞后:

10、mAvA+mBvB=610-2kgm/s由以上計(jì)算可得:mAvA+mBvB=mAvA+mBvB。即碰撞前后質(zhì)量與速度乘積之和保持不變答案:見解析7.利用以以下列圖的實(shí)驗(yàn)裝置,可研究碰撞中的不變量,由于小球的下落高度是定值,因此,小球落在地面上的水平位移就代表了平拋運(yùn)動時(shí)水平初速度的大小,這樣碰前速度和碰后速度就可以用平拋運(yùn)動的水平位移來表示。(1)(多項(xiàng)選擇)為了盡量正確找到碰撞中的不變量,以下要求正確的選項(xiàng)是。A.入射小球的半徑應(yīng)該大于被碰小球的半徑B.入射小球的半徑應(yīng)該等于被碰小球的半徑C.入射小球每次應(yīng)該從斜槽的同一地址由靜止滑下D.斜槽尾端必定是水平的(2)(多項(xiàng)選擇)關(guān)于小球的落點(diǎn),

11、正確的選項(xiàng)是。A.若是小球每次從斜槽的同一地址由靜止滑下,重復(fù)幾次的落點(diǎn)必定是圓滿重合的B.由于有時(shí)因素存在,重復(fù)操作時(shí)小球的落點(diǎn)不會圓滿重合,但是落點(diǎn)應(yīng)該比較密集C.測定落點(diǎn)P的地址時(shí),若是幾次落點(diǎn)的地址分別為P1、P2、Pn,則落點(diǎn)的平均地址OP=D.盡可能用最小的圓把各個(gè)落點(diǎn)圈住,這個(gè)圓的圓心地址就是小球落點(diǎn)的平均地址(3)若已知入射小球與被碰小球的質(zhì)量之比為m1m2=83,OP=20cm,PN=16cm,則OM的值大體等于多少,本實(shí)驗(yàn)才算達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?【剖析】(1)只有兩個(gè)小球的半徑相等,才能保證碰后小球做平拋運(yùn)動,因此A錯(cuò)誤,B正確;入射小球每次應(yīng)該從斜槽的同一地址由靜止滑下,才能使得小球平拋運(yùn)動的落點(diǎn)在同一地址,因此C正確;斜槽尾端必定水平也是保證小球碰后做平拋運(yùn)動的必要條件,因此D正確。(2)為了提高實(shí)驗(yàn)的正確性,需要重復(fù)多次,找到小球平拋落地的平均地址,只有這樣,才能有效減小有時(shí)誤差,因