高中物理 第16章 1 实验：探究碰撞中的不变量课后巩固练习 新人教版选修35.doc

第十六章动量守恒定律1实验：探究碰撞中的不变量 一、单项选择题1在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中，哪些因素可导致实验误差( b ) a导轨水平安放 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下列关于打点计时器或光电门的测速说法不正确的是( a )a打点计时器使用的电源是直流电源 b打点计时器两计时点之间的时间间隔等于电源的周期c光电门的挡光板越窄越好d使用打点计时器时，要先接通电源，再松开纸带解析：打点计时器使用的电源是交流电源. 3在气垫导轨上进行探究实验时，首先应该做的是( d )a给气垫导轨通气 b给光电计时器进行扫零处理c把滑块放到导轨上 d检查挡光片通过光电门时是否能挡光计时4在探究碰撞中的不变量时，采用如图1617所示的实验装置，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录重锤位置和各小球落点的平均位置依次为o、a、b、c，则下列说法中正确的是( d )图1617a第一、二次入射小球的落点依次是a、bb第一、二次入射小球的落点依次是c、bc第二次入射小球和被碰小球将同时落地d第二次入射小球和被碰小球不会同时落地解析：最远的c点一定是被碰小球的落点，碰后入射小球的速度将减小，因此a、b均错误；由于被碰小球是放在斜槽末端的，因此被碰小球飞出后入射小球才可能从斜槽末端飞出，两小球不可能同时落地，c错，d对二、双项选择题5用如图1618所示的装置探究碰撞中的不变量时，必须注意的事项是( bc )图1618aa到达最低点时，两球的球心连线可以不水平 ba到达最低点时，两球的球心连线要水平c多次测量减小误差时，a球必须从同一高度下落d多次测量减小误差时，a球必须从不同高度下落解析：要保证一维对心碰撞，必须在碰撞时球心在同一高度；多次测量求平均值，必须保证过程的重复性，a球必须从同一高度下落6用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，不需要测量的物理量是( cd )a滑块的质量 b挡光的时间 c光电门与滑块间的距离 d光电门的高度7若用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验，下列操作中正确的是( ac )a相互作用的两车上，一个装撞针，一个装橡皮泥，是为了碰撞后黏在一起b相互作用的两车上，一个装撞针，一个装橡皮泥，是为了改变两车的质量c先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车d先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源8某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中不变量的实验：在小车a的前端黏有橡皮泥，推动小车a使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车b相碰并黏合成一体，继续做匀速运动，他设计的装置如图1619所示在小车a后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50 hz，长木板下垫着小木片则( ab )图1619a长木板垫着小木片是为了平衡摩擦，保证小车碰撞前后做匀速运动b实验过程中应先接通电源，再让小车a运动c计算碰撞前后小车的速度时，在纸带上任选对应过程的一段即可d此碰撞中a、b两小车这一系统的机械能守恒9某同学利用如图16110所示的装置探究碰撞过程中的不变量，下列说法正确的是( bd )图16110a悬挂两球的细绳长度要适当，可以不等长b由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度c两小球必须都是钢性球，且质量相同d两小球碰后可以黏合在一起共同运动解析：两绳等长，能保证两球正碰以减小实验误差，所以a错误；计算碰撞前速度时用到了mghmv2/20，即初速度为0，b正确；本实验中对小球的性能无要求，c错误；两球正碰后，运动情况有多种可能，所以d正确三、非选择题10在“探究碰撞中的不变量”的实验中，也可以探究mv2这个量(对应于动能)的变化情况若采用如图16111所示弓形弹片弹开滑块的方案，弹开后的mv2的总量大于(填“大于”、“小于”或“等于”)弹开前mv2的总量，这是因为弹片的弹性势能转变为滑块的动能，滑块的动能增加图16111解析：弹开前，两滑块静止，动能为零；弹开后，弹片的弹性势能转变为滑块动能，故弹开后mv2大11在“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m115 g，原来静止的被碰小球m210 g，由实验测得它们的碰撞前后的xt图象如图16112所示，由图可知，入射小球碰撞前的m1v1是0.015_kgm/s，入射小球碰撞后m1v1是0.007_5_kgm/s，被碰小球碰撞后的m2v2是0.007_5_kgm/s.由此得出结论碰撞前后mv的矢量和守恒图16112解析：由题图可知碰撞前m1的速度大小v1 m/s1 m/s，故碰撞前的m1v10.015 kg1 m/s0.015 kgm/s.碰撞后m1速度大小v1 m/s0.5 m/s，m2的速度大小v2 m/s0.75 m/s，故m1v10.015 kg0.5 m/s0.007 5 kgm/s，m2v20.010.75 kgm/s0.007 5 kgm/s，由此可知m1v1m1v1m2v2.12某同学用如图16113所示的装置通过半径相同的a、b两球的碰撞探究不变量，图中pq是斜槽，qr为水平槽，实验时先使a球从斜槽上某一固定位置g由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让a球仍从位置g由静止开始滚下，和b球碰撞后，a、b球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图中o点是水平槽末端r在记录纸上的垂直投影点b球落点痕迹如图16114所示，其中米尺水平放置，且平行于g、r、o所在平面，米尺的零点与o点对齐 图16113 图16114(1)碰撞后b球的水平射程应取为64.7cm.(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量abd(填字母)a水平槽上未放b球时，测量a球落点位置到o点的距离ba球与b球碰撞后，测量a球落点位置到o点的距离c测量a球或b球的直径d测量a球和b球的质量(或两球的质量之比)e测量g点相对于水平槽面的高度解析：(1)应把记录纸上b球的落点痕迹用尽量小的圆包括起来，然后取其圆心位置，即可视为这些落点的平均位置故取 64.7(允许取值范围为64.265.2)(2)题意中已给出a、b两球的半径相同，而实验装置中，a、b两球抛出点相同，均为槽口处，所以c可省略实验结论中，因小球的平抛初速都用水平射程代替，不必求出初速的具体数据，所以e省略13(双选) 如图16115所示，a、b是两个小物块，c是轻弹簧，用一根细线连接a、b使弹簧c处于压缩状态，然后放置在光滑的水平桌面上要探究a、b只在弹簧作用下的不变量，可以不需要测量的物理量是( ad )图16115a桌面的宽度 b两物块的质量 c两物块离开桌面后的水平距离 d两物块飞行的时间14用如图16116所示的实验装置来探究碰撞中的不变量图16116(1)安装和调整实验装置的要求是：斜槽末端切线水平；入射小球和被碰小球在碰撞瞬间球心在同一高度(2)如果已经知道不变量是两小球质量与速度的积的矢量和，某次实验得出小球的落点情况如图16117所示，则碰撞小球的质量m1和被碰小球的质量m2之比为41.图16117解析：(2)由于做平抛运动的高度相同，所以它们碰撞前后的速度可用水平位移代替，根据不变量是两小球质量与速度的积的矢量和，m1opm1omm2on，代入数据得m1m241.15用半径相同的两小球a、b的碰撞验证碰撞中不变量，实验装置如图16118所示，斜槽与水平槽圆滑连接实验时先不放b球，使a球从斜槽上某一固定点 c由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹再把b球静置于水平槽前端边缘处，让 a球仍从 c处由静止滚下，a球和 b球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹