教科版选修35 碰撞 第1课时 作业 (1).doc

碰撞（同步测试）（满分60分，30分钟完成） 班级 姓名总分1.（10分）如图所示为气垫导轨上两个滑块a、b相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 hz.开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动已知滑块a、b的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，a、b离开弹簧后，a滑块做_运动，其速度大小为_m/s，本实验中得出的结论是_.【答案】 匀速直线 0.09两滑块组成的系统在相互作用过程中质量与速度乘积的矢量和守恒【解析】由题图可知，a、b离开弹簧后，均做匀速直线运动，开始时va0，vb0，a、b被弹开后va0.09 m/s，vb0.06 m/s，mava0.20.09 kgm/s0.018 kgm/s，mbvb0.30.06 kgm/s0.018 kgm/s，由此可得：mavambvb，即0mbvbmava结论是：两滑块组成的系统在相互作用过程中质量与速度乘积的矢量和守恒2. （10分）用如图所示的装置进行以下实验：a先测出滑块a、b的质量m、m及滑块与桌面间的动摩擦因数，查出当地的重力加速度gb用细线将滑块a、b连接，使a、b间的弹簧压缩，滑块b紧靠在桌边c剪断细线，测出滑块b做平抛运动落地点到重锤线的水平距离x1和滑块a沿桌面滑行的距离x2（1）为探究碰撞中的不变量，写出还需测量的物理量及表示它们的字母：_。（2）若mv为不变量，需验证的关系式为：_。【答案】（1）桌面离水平地面的高度h （2）mmx10 【解析】（1）要找出碰撞中的不变量，应测出两滑块质量及各自的速度取向右方向为正，剪断细线后，a向右做匀减速运动，初速度va，b向左做平抛运动，设桌面高度为h，则hgt2，x1vbt，得vbx1.故要求出vb，还应测出h.（2）若mv为不变量，碰前mvamvb0，碰后mvamvb0，故mvamvbmvamvb，即mmx10.3. （10分）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和弹射架并固定在滑块1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；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹射装置；把滑块2（所用滑块1、2如图丙所示）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丁所示测得滑块1（包括撞针）的质量310 g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205 g；试着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_ kgm/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为_ kgm/s（保留三位有效数字）（3）试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是_.【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间有摩擦【解析】 作用前滑块1的速度v1 m/s2 m/s，其质量与速度的乘积为0.310 kg2 m/s0.620 kgm/s，作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v m/s1.2 m/s，其质量与速度的乘积之和为（0.310 kg0.205 kg）1.2 m/s0.618 kgm/s.4. （10分）在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量m1=170g，右侧滑块质量m2=110g，挡光片宽度为3.00cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图所示。开始时两滑块静止，烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动。左、右挡光片通过光电门的时间分别为t1=0.32s、t2=0.21s。取向左为正方向，则两滑块的速度分别为v1= m/s，v2= m/s。烧断细线前m1v1+m2v2= kgm/s，烧断细线后m1v1+m2v2= kgm/s。可得到的结论是 。 【答案】0.094 -0. 143 0 2.510-4kgm/s 在实验允许的误差范围内，两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量【解析】取向左方向为正方向，两滑块速度v1= m/s0.094 m/s，v2= m/s-0. 143 m/s。烧断细线前m1v1+m2v2=0烧断细线后m1v1+m2v2=（0.1700.094-0.1100.143）kgm/s2.510-3 kgm/s，在实验允许的误差范围内，m1v1+m2v2=m1v1+m2v2。5. （10分）某同学把两块质量不同的铁块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示。将这一系统置于光滑水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，来探究物体间相互作用时的不变量。 （1）该同学还必须准备的器材是 。 （2）需要直接测量的数据是 。 （3）用所得数据验证物体间相互作用时的不变量的关系式是 。 【答案】（1）刻度尺、天平（2）两铁块的质量m1、m2和两铁块落地点到桌边的水平距离x1、x2（3）m1x1=m2x2【解析】本题为设计性实验，在细线烧断瞬间，在弹簧弹力的作用下两铁块m1、m2分别被弹出桌面做平抛运动，抛出时速度不易直接测量，但可以测量两铁块落点距抛出点的水平距离，故实验器材应有刻度尺、天平。设落地时间为t，用天平测出两铁块质量分别为m1、m2，用刻度尺测出落点距抛出点的水平距离分别为x1、x2，则m1v1=m1，m2v2=m2，若能求得m1x1=m2x2即推知m1v1=m2v2的等量关系。6. （10分）有甲、乙两辆小车，质量分别为m1302 g，m2202 g，甲小车拖有纸带，通过打点计时器记录它的运动情况，乙小车静止在水平桌面上，甲小车以一定的速度向乙小车运动，跟乙小车发生碰撞后粘合在一起共同运动这个过程中打点计时器在纸带上记录的点迹如图所示，在图上还标出了用刻度尺量出的各点的数据，已知打点计时器的打点频率为50 hz.（1）从纸带上的数据可以得出：两车碰撞过程经历的时间大约为_s；（结果保留两位有效数字）（2）碰撞前甲车的质量与速度的乘积大小为_kgm/s，碰后两车的质量与速度的乘积为_kgm/s；（结果保留三位有效数字）（3）两车碰撞过程中，两车的质量与速度的乘积如何变化？【答案】 （1）0.10 （2）0.202 0.203 （3）见解析【解析】 从纸带上0点开始每0.02 s内甲车位移分别为13.2 mm、13.5 mm、13.5 mm、12.6 mm、11.7 mm、10.8 mm、9.9 mm、9 mm、8.1 mm、8 mm、8 mm.（1）从以上数据可知从第3点到第8个点是碰撞过程，则t50.02 s0.10 s，该段时间内甲车做减速运动（2）甲车与乙车碰前速度：v1103 m/s0.670 m/s，碰前甲车质量与速度的乘积