高考物理选修知识点巩固练习实验：研究碰撞中的动量守恒VIP

【巩固练习】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来源:学&科&网Z&X&X&K C m1m2 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、(2015 中山校级期中)在“碰撞中的动量守恒实验”中，实验必须要求的条件（ ）A 斜槽轨道必须光滑B 斜槽轨道末端的切线必须水平C 入射小球每次都要从同一高度由静止滚下D 碰撞的瞬间，入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行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、(2015 红桥区二模) 在“碰撞中的动量守恒”实验中，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，在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，如图所示，设入射小球和被碰小球的质量依次为m1、m2，则下列说法中正确的有（） A 第一、二次入射小球的落点依次是A、B B 第一、二次入射小球的落点依次是B、A C 第二次入射小球和被碰小球将同时落地 D m1AB=m2OC7、(2015 通州区二模) 在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，各小球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是( )A入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球B每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下C要验证的表达式是D要验证的表达式是二、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】BCD【解析】在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，保证碰前的速度相同即可，斜槽轨道是否光滑对实验的结果没有影响，故A错误；为了保证小球做平抛运动，安装轨道时，轨道末端必须水平，B正确；在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，保证碰前的速度相同，故C正确；为了发生对心碰撞，两球的直径需相同，入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行，故D正确。5【答案】AC6、【答案】BCD【解析】A、入射小球和被碰小球相撞后，被碰小球的速度增大，入射小球的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，所以B点是没有碰时入射小球的落地点，A碰后入射小球的落地点，C碰后被碰小球的落地点，故A错误，B正确；C、碰后都做平抛运动，竖直高度相同，所以第二次入射小球和被碰小球将同时落地，故C正确；D、小球做平抛运动，高度决定时间，故时间相等，设为t，则有OB=v10t，OA=v1 t，OC=v2 t小球2碰撞前静止，即v20=0；根据动量守恒得：m1v10t=m1v1t+m2v2t，即m1OB=m1OA+m2OC，所以m1AB=m2OC，故D正确故选BCD7、【答案】D【解析】A、为让两球发生对心碰撞，两球的直径应相等，即两球大小相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故A错误；B、让入射球与被碰球连续10次相碰，为保证球的速度相等，每次都使入射小球从斜槽上相同的位置由静止滚下，故B错误；C、小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则：，两边同时乘以t得：，即，故D正确，C错误；故选：D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=