浙江专高中物理第十六章动量守恒定律课时跟踪检测十九实验探究碰撞中的不变量含解析新人教选修3_5

1、实验：探究碰撞中的不变量一、选择题1在气垫导轨上进行实验时首先应该做的是( )A. 给气垫导轨通气B. 把光电计时器进行归零处理C. 把滑块放在导轨上D. 检查挡光片通过光电门时是否能够挡光计时解析：选A为保护气垫导轨，实验时应该先给它通气，后进行实验。选项A正确。2. 在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，用到的测量工具有()A. 停表、天平、刻度尺B. 弹簧测力计、停表、天平C. 天平、刻度尺、光电计时器D. 停表、刻度尺、光电计时器解析：选 C 用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度。运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要停表。C正确。3. (多选)在做探究碰撞

2、中的不变量实验时，实验所必需的条件是()A. 斜槽轨道必须是光滑的B. 斜槽轨道末端的切线是水平的C. 入射球每一次都要从同一高度由静止滚下D. 碰撞的瞬间，入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行解析：选 BCD 探究碰撞中的不变量实验， 要求入射小球每次到槽口时， 具有相同的速度，所以应从槽上同一位置滚下，但斜槽不需要光滑，选项A错误，选项 C正确；由于碰撞前、后要求小球均做平抛运动，且抛物线在同一平面，选项B D正确。4. （多选）在做“探究碰撞中的不变量”实验时，必须测量的物理量是A. 入射小球和被碰小球的质量B. 入射小球和被碰小球的半径C. 入射小球从静止释放时的起始高度D.

3、斜槽轨道的末端到地面的高度E. 不放被碰小球时，入射小球飞出的水平射程F. 入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平射程解析：选AEF从同一高度做平抛运动，飞行时间t相同，所以需要测出的量有：未碰时入射小球的水平射程，碰后入射小球的水平射程，被碰小球的水平射程，入射小球、被碰小 球的质量。二、非选择题5如图（a）所示，在水平光滑轨道上停放着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打 点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，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粘在一起运动，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50 Hz，则碰撞前甲车速度大

4、小为 m/s，碰撞后两车的共同速度大小为m/s 。解析：由题图（b）可知，碰撞前 x = 1.2 cm，碰撞后 x= 0.8 cm , T= 0.02 s，由公 亠X/口 x, x式 v = f得 v= 0.6 m/s , v =_ = 0.4 m/s。答案：0.60.46如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C D的气垫导轨和带固定挡板的质量都是M的滑块A、B,做探究碰撞中不变量的实验：(1) 把两滑块A和B紧贴在一起，在 A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡 住A和B,在A和B的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态。(2) 按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块

5、运动时间的电子计时器，当A和B与挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下 A运动至C的时间ti, B运动至D的时 间t 2。(3) 重复几次取ti、t2的平均值。请回答以下几个问题： 在调整气垫导轨时应注意 ； 应测量的数据还有 ； 作用前 A B两滑块的速度与质量乘积之和为 ，作用后 A B两滑块的速度与质量乘积之和为 。解析：为了保证滑块 A B作用后做匀速直线运动，必须使气垫导轨水平，需要用水平 仪加以调试。要求出A、B两滑块在卡销放开后的速度，需测出A至C的时间ti和B至D的时间t2,XLiL2Va=, Vb=。碰前两滑并且要测量出两滑块到挡板的运动距离Li和L2,再由公式v=-求

6、出其速度。设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度分别为块静止，v= 0,速度与质量乘积之和为 0;碰后两滑块的速度与质量乘积之和为(阿丐。答案：用水平仪测量并调试使得导轨水平A至C的距离Li、B至D的距离L2 0（阿 n） M27. 某同学把两块大小不同的物体用细线连接，中间夹一被压缩 弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线， 察物体的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时的守 量。(1) 该同学还必须有的器材是 、。(2) 需要直接测量的数据是 。(3) 用所得数据验证守恒量的关系式为 。解析：两物体弹开后各自做平抛运动，根据平抛运动知识可知两物体在空中运动的

7、时间相等。所需验证的表达式为mwi = mw2，两侧都乘以时间 t，有mvit = mavzt，即msi= ms2。答案：刻度尺 天平(2)两物体的质量 mi、m2两物体落地点分别到桌子两侧边的水 平距离Si、S2(3) msi = rms28. 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mi = i70g，右侧滑 块质量mi= ii0 g,挡光片宽度为 s= 3.00 cm,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。挡光片通过光电门的时间分别为 ti= 0.32 s , 12= 0.2i s，则两滑块的速度分别为 vi=m/s , V2=m/s。烧断细线前 mvi + mv2 =kg m/s，烧断细线后 mvi + mv2=kg - m/s。可得至卩的结论是 。解析：取向左方向为正，两滑块速度, svi = 0.094 m/s , tisV2=0.i43 m/s 。 t2烧断细线前两滑块静止，所以：mvi+ mv2= 0-6 -4烧断 细线后 rnivi, + m2V2 = (0.170 x 0.09 4 0.110 x 0.1