高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 实验：研究碰撞中的动量守恒习题 教科版选修35.doc

实验：研究碰撞中的动量守恒一、选择题1在利用气垫导轨探究碰撞中不变量的实验中，哪些因素可导致实验误差（ ） 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2在“探究碰撞中的不变量”的实验中，为了顺利地完成实验，入射球质量为m1，被碰球质量为m2，二者关系应是（ ） am1m2 bm1=m2 cm1m2 d以上三个关系都可以3两球相向运动，发生正碰，碰撞后两球均静止，于是可以断定，在碰撞以前（ ） a两球的质量相等b两球的速度大小相同 c两球的质量与速度的乘积之和的大小相等d以上都不能断定，4对于实验最终的结论，下列说法正确的是（ ）a仅限于一维碰撞b任何情况下也一定成立c式中的都是速度的大小d式中的不变量是和组成的系统的质量与速度的乘积5如图所示，两个质量相同的小钢球，按图示方式悬挂，让其中一个小球保持静止，把另一小球拉开一定的角度，然后自由释放，下列说法正确的是（ ） a碰撞后，两球相互交换速度，入射球静止，被碰球以入射球碰前的速度运动 b碰撞后，入射球被反弹，被碰球以入射球碰前2倍的速度运动c碰撞前后，两球有（和分别表示两球相碰前后的速度）d碰撞前后，两球有（和分别表示两球相碰前后的速度） 6在气垫导轨上的两个滑块p、q，质量分别为、，已知它们碰撞后的速度分别为，碰撞前p的速度为，则碰撞前q的速度为（ ）a0 bc d 7在光滑的水平桌面上有两个小球，甲球的质量为2kg，乙球的质量为1kg，甲球以4m/s的速度和原来静止的乙球发生对心碰撞，则下列说法正确的是（ ）a碰撞后甲球的速度为零，乙球的速度为8m/s，方向与甲球原来的速度方向相同 b碰撞后甲球的速度一定变小 c仅根据上述条件无法求出碰撞后两球的速度大小 d以上说法均不正确二、填空题8利用如图所示装置探究碰撞中的不变量，若绳长均为，球1、2分别由偏角和静止释放，则在最低点碰撞前的速度大小分别为_、_若碰撞后向同一方向运动最大偏角分别为和，则碰撞后两球的瞬时速度大小分别为_、_ 9如图（a）所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时力时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并连在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况如图（b）所示，电源频率为50hz，则碰撞前甲车速度大小为_ms，碰撞后的共同速度大小为_ms 10某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差 （1）下面是实验的主要步骤： 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； 向气垫导轨通入压缩空气； 把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块l的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； 滑块l挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； 把滑块2放在气垫导轨的中间； 先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动； 取下纸带，重复步骤，选出较理想的纸带如图所示： 测得滑块1（包括撞针）的质量为310 g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205 g；试完善实验步骤的内容 （2）已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为_ kgms；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为_kgms（保留三位有效数字） （3）试说明第（2）问中两结果不完全相等的主要原因是_三、解答题11水平光滑桌面上有a、b两个小车，质量分别是0.6 kg和0. 2 kga车的车尾拉着纸带，a车以某一速度与静止的b车发生一维碰撞，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？ 12如图所示，气垫导轨上两个滑块质量分别为m1=300 g、m2=200 g，给滑块m1一个初速度，并用频闪照相技术拍摄下滑块碰撞前后的运动情况，已知频闪照相的时间间隔为0.1 s，试分析两个滑块碰撞前后有何物理量是不变的？ 【答案与解析】一、选择题1【答案】a、b2【答案】d 3【答案】c4【答案】ad5【答案】ac6【答案】d7【答案】bc二、填空题8【答案】 9【答案】0.6 0.4 【解析】由题图知开始在0.02 s内位移约为1.2102 m，故碰前速度；碰后在0.02 s内位移约为0.8102 m，故碰后速度10【答案】（1）接通打点计时器的电源 放开滑块1 （2）0.620 0.618 （3）纸带与打点计时器的限位孔有摩擦 【解析】作用前滑块1的速度，其质量与速度的乘积为0.310 kg2 ms=0.620 kgms，作用后滑块1和滑块2具有相同的速度，其质量与速度的乘积之和为(0.310 kg+0.205 kg)1.2 ms=0.618 kgms三、解答题11【答案】见解析【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，且碰撞是发生在从右边数第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6.6 cm，时间t=40.02 s=0.08 s，=82.5 cms=0.825 msa物体的mava=0.6 kg0.825 ms=0.495 kgms 碰后a与b一起运动的速度 则 (ma+mb)vab=(0.6+0.2) kg0.58ms=0.464 kgms 故在误差允许范围内，mv在碰撞前后是相等的12【答案】mv的和是不变