3 實驗十三　隨堂檢測鞏固落實

高效演練:知能提升高效演練:知能提升I隨堂檢測▲鞏固落實[學生用書P236])1.為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞(碰撞過程中沒有機械能損失)，某同學選取了兩個體積相同、質(zhì)量不等的小球，按下述步驟做試驗：①用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為mi和m2,且mi>m2.②依據(jù)如圖所示安裝好試驗裝置.將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點的切線水平.將一斜面BC連接在斜槽末端.③先不放小球加2,讓小球叫從斜槽頂端A處由靜止起先滾下，登記小球在斜面上的落點位置.④將小球〃22放在斜槽末端點3處，讓小球如從斜槽頂端A處滾下，使它們發(fā)生碰撞,登記小球網(wǎng)和小球他在斜面上的落點位置.⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點8的距離.圖中。、￡、廠點是該同學登記的小球在斜面上的幾個落點位置，到3點的距離分別為L。、Le、Lf.依據(jù)該同學的試驗，回答下列問題：(1)小球如與加2發(fā)生碰撞后，見的落點是圖中的點，加2的落點是圖中的點.(2)用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式,則說明碰撞中動量是守恒的.(3)用測得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式,則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞.解析：(1)小球的落點位置跟平拋運動的初速度大小有關(guān)，碰后，小球"21的速度較小，〃22的速度較大，所以如的落點是圖中的。點，加2的落點是圖中的尸點.(2)設碰前小球網(wǎng)的速度為軟)，碰撞后"21的速度為。1，的速度為。2，依據(jù)動量守恒定律，它們應當滿足關(guān)系式〃210()=/%?1+m2。2.設斜面傾角為仇依據(jù)平拋運動的規(guī)律有tan^=x=^vT=2vf所以干=2tM嚴，而'=\杵8由；8隹'所以"8班.本題中'要驗證〃2100=如。1+根2。2成立，只須要驗證如亞^=如〈遼+勿22Y已成立.(3)要驗證兩個小球的碰撞是彈性碰撞，即要再驗證3如捕=斗21*+4%2質(zhì)成立，而平拋運動時的初速度00cq所以WocL,故須要再滿足關(guān)系式如及=附訪+〃22小.答案：⑴。F(2)m =/%r\/ZL+(3)〃2|￡石=m1￡/￡)+〃22￡b2.利用氣墊導軌通過閃光照相進行“探究碰撞中的不變量”這一試驗.（1）試驗要求探討兩滑塊碰撞時動能損失很小和很大等各種狀況，若要求碰撞時動能損失最大應選圖中的（填“甲”或“乙”），若要求碰撞動能損失最小則應選下圖中的（填“甲”或“乙”）.（甲圖兩滑塊分別裝有彈性圈，乙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥）（2）某次試驗時碰撞前3滑塊靜止，A滑塊勻速向5滑塊運動并發(fā)生碰撞，利用閃光照相的方法連續(xù)4次拍攝得到的閃光照片如圖所示.已知相鄰兩次閃光的時間間隔為T,在這4次閃光的過程中，A、3兩滑塊均在。?80cm范圍內(nèi)，且第1次閃光時，滑塊A恰好位于x=10cm處.若A、3兩滑塊的碰撞時間及閃光持續(xù)的時間極短，均可忽視不計，則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的時刻，A、8兩滑塊質(zhì)量比〃以：〃傷=.解析：（1）若要求碰撞時動能損失最大，則需兩滑塊碰撞后結(jié)合在一起，故應選圖中的乙；若要求碰撞時動能損失最小，則應使兩滑塊發(fā)生彈性碰撞，即選圖中的甲.（2）由圖可知，第1次閃光時，滑塊A恰好位于％=10cm處，其次次A在x=30cm處，第三次A在x=50cm處，碰撞在x=60cm處.從第三次閃光到碰撞的時間為白，則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的2.57時刻,設碰前A的速度為則碰后A的速度為5，8的速度為。，依據(jù)動量守恒定律可得力留=—解得也=,.Z ntB3答案：⑴乙甲（2）2.5T2：33.某試驗小組的同學制作了一個彈簧彈射裝置，輕彈簧兩端各放一個金屬小球（小球與彈簧不連接），壓縮彈簧并鎖定，然后將鎖定的彈簧和兩個小球組成的系統(tǒng)放在內(nèi)壁光滑的金屬管中（管徑略大于兩球直徑），金屬管水平固定在離地面確定高度處，如圖所示.解除彈簧鎖定，則這兩個金屬小球可以同時沿同始終線向相反方向彈射.現(xiàn)要測定彈射裝置在彈射時所具有的彈性勢能，并探究彈射過程所遵循的規(guī)律，試驗小組配有足夠的基本測量工具,并按下述步驟進行試驗：①用天平測出兩球質(zhì)量分別為如、m2；②用刻度尺測出兩管口離地面的高度均為力；③解除彈簧鎖定彈出兩球，記錄下兩球在水平地面上的落點M、N.依據(jù)該小組同學的試驗，回答下列問題：（1）要測定彈射裝置在彈射時所具有的彈性勢能，還須要測量的物理量有.A.彈簧的壓縮量△工B.兩球落地點M、N到對應管口P、Q的水平距離為、%2C.小球直徑D.兩球從彈出到落地的時間九、t2（2）依據(jù)測量結(jié)果，可得彈性勢能的表達式為⑶用測得的物理量來表示，假如滿足關(guān)系式，則說明彈射過程中系統(tǒng)動量守恒.解析：(1)彈簧彈出兩球過程中，系統(tǒng)機械能守恒，要測定壓縮彈簧的彈性勢能，可轉(zhuǎn)換為測定兩球被彈出時的動能，試驗中明顯可以利用平拋運動測定平拋初速度以計算初動能，因此在測出平拋運動下落高度的狀況下，只需測定兩球落地點”、N到對應管口P、Q的水平距離汨、應，所以選B.(2)平拋運動的時間t=(2)平拋運動的時間t=2〃、、上缶 x―y初速度。o=7,因此初動能反=*。3=^^~，由機械能守恒定律可知，壓縮彈簧的彈性勢能等于兩球平拋運動的初動能之和，即穌=嗜+喀.(3)若彈射過程中系統(tǒng)動量守恒，則如。0]=儀。02，代入時間得加1X1=/〃2X2.答案：(1)B(2/=噌+喏(3)加1X1=m2124.如圖是用來驗證動量守恒的試驗裝置，彈性球1用細線懸掛于。點，。點下方桌子的邊緣有一豎直立柱.試驗時，調(diào)整懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高.將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上.釋放球1,當它擺到懸點正下方時與球2發(fā)生對心碰撞，碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點.測出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒.現(xiàn)已測出人點離水平桌面的距離為a、5點離水平桌面的距離為小。點與桌子邊沿間的水平距離為c.此外：(1)還須要測量的量是、和.(2)依據(jù)測量的數(shù)據(jù)，該試驗中動量守恒的表達式為.(忽視小球的大小)解析：(1)要驗證動量守恒必需知道兩球碰撞前后的動量變更，依據(jù)彈性球1碰撞前后的高度〃和江由機械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再測量彈性球1的質(zhì)量如，就能求出彈性球1的動量變更；依據(jù)平拋運動的規(guī)律只要測出立柱高〃和桌面離水平地面的高度”就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變更，故只要測量彈性球2的質(zhì)量和立柱高〃、桌面離水平地面的高度”就能求出彈性球2的動量變更.(2)依據(jù)(1)的解析可以寫出動量守恒的方程2mr\Ja—h=2mr\lb——力+答案：(1)彈性球1、2的質(zhì)量如、加2立柱高/2桌面離水平地面的高度HQ)2mHa-h=2m\y[b—h+5.用“碰撞試驗器”可以驗證動量守恒定律，即探討兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系.(1)試驗中，干脆測定小球碰撞前后的速度是不簡潔的.但是，可以通過僅測量(填選項前的序號)，間接地解決這個問題.A.小球起先釋放高度力B.小球拋出點距地面的高度”C.小球做平拋運動的水平射程(2)圖甲中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影，試驗時，先讓入射球如多次從斜軌上同一位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置&測量平拋射程08然后把被碰小球伙靜止于軌道的水平部分，再將入射小球如從斜軌上相同位置靜止釋放，與小球〃22相撞，并多次重復.接下來要完成的必要步驟是(填選項的符號).A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2B.測量小球如起先釋放高度〃C.測量拋出點距地面的高度”D.分別找到如、他相碰后平均落地點的位置A、CE.測量平拋射程0A、0C(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為［用(2)中測量的量表示］;若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為［用⑵中測量的量表示］.(4)經(jīng)測定，如=45.0g,加2=7.5g,小球落地點的平均位置到。點的距離如圖乙所示.碰撞前、后〃21的動量分別為P1與pl，則Pl：p［=：11；若碰撞結(jié)束時加2的動量為“2，則"1:p，2=U： ；所以，碰撞前、后總動量的比值=P1+P2；試驗結(jié)果說明.解析：(1)設小球〃沒有和人球碰撞，拋出時速度為球〃和球b碰撞后拋出的速度分別為。2、則我們要驗證動量守恒即：m\V\=m\V2+m2V3,測速度是關(guān)鍵，平拋運動的初速度翔如半=如善+加2黨因為平拋運動的高度確定，所以「亥=打，即加mi0A+m20C,只要測得小球做平拋運動的水平射程，即可替代速度.(2)碰撞完畢后，就要測數(shù)據(jù)驗證了，所以我們由⑴知道可以通過測量它們的水平射程就可以替代不簡潔測量的速度.再用天平稱出兩小球的質(zhì)量加］、加2.(3