探究碰撞中的不变量

1、如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!课后巩固提升时间：45分钟 总分：100分一、选择题(每小题8分，共24分)1在光滑桌面上有两个小球，甲球的质量为2 kg，乙球的质量为1 kg，乙球静止，甲球以4 m/s的速度和乙球对心相碰，下列说法正确的是()a碰撞后甲球的速度为0，乙球的速度为8 m/s，方向与甲球原来的速度方向相同b碰撞后甲球的速度变小，乙球开始运动c碰撞后两球的速度无法确定d以上结论都不正确解析：根据实验探究的结果m1v1m2v2m1v1m2v2可知，碰撞前甲球的速度为v1，乙球的速度为0，碰撞后两球的速度各是多大无法确定，利用牛顿第二定律知，甲球受到阻碍速度应该变小，乙球受

2、到冲击开始运动，故选项b、c正确答案：bc2在气垫导轨上的两个滑块p、q，质量分别为m1、m2，已知它们碰撞后的速度分别为v1、v2，碰撞前p的速度为v1，则碰撞前q的速度为()a0 bv1v2v1c. d.解析：根据碰撞中的守恒量m1v1m2v2m1v1m2v2可知，式中只有1 / 12如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!v2不知，利用该式解得v2，所以选项d正确答案：d3两个质量相同的小钢球，按如右图所示的样式悬挂，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(m表示两小球的质量，v1、v2表示两球碰撞前后的速度)，下列说法正确的是()a碰撞后，两球相互交换速度，入

3、射球静止，被碰球以入射球碰前的速度运动b碰撞后，运动小钢球反弹回来，静止小球以两倍于两球碰前瞬间运动小球的速度运动c碰撞前后两球有mv1mv2d碰撞前后两球有mv1mv2解析：由于钢球的弹性非常好，两球碰撞时作用的时间非常短，故可以认为碰撞前后不损失机械能，因此，两球碰撞前后交换速度，a、c正确答案：ac二、非选择题(共76分)4(8分)在气垫导轨上进行实验时，所用到的实验仪器除了光电门、滑块、挡光片外还有_3 / 12如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!解析：该实验主要的目的是测量出两个物体碰撞前后的速度，从原理上讲应该是滑块经过光电门的时间，仪器中应该有光电计时器答案：光电计时器5(

4、12分)为了“探究碰撞中的不变量”，小明在光滑桌面上放有a、b两个小球a球的质量为0.3 kg，以速度为8 m/s跟质量为0.1 kg、静止在桌面上的b球发生碰撞，并测得碰撞后b球的速度为9 m/s，a球的速度变为5 m/s，方向与原来相同根据这些实验数据，小明对这次碰撞的规律做了如下几种猜想(猜想1)碰撞后b球获得了速度，a球把速度传递给了b球(猜想2)碰撞后b球获得了动能，a球把减少的动能全部传递给了b球你认为以上的猜想成立吗？若不成立，请你根据实验数据，通过计算说明，有一个什么物理量，在这次的碰撞中，b球所增加的这个物理量与a球所减少的这个物理量相等？答案：猜想1、2均不成立；对a球来说

5、，碰撞前m1v10.3×8 kg·m/s2.4 kg·m/s碰撞后m1v10.3×5 kg·m/s1.5 kg·m/s得：(m1v1)(1.52.4) kg·m/s0.9 kg·m/s对b球来说，碰撞前m2v20.1×0 kg·m/s0 kg·m/s碰撞后m2v20.1×9 kg·m/s0.9 kg·m/s得：(m2v2)(0.90)kg·m/s0.9 kg·m/s由以上计算可以看出(m1v1)(m2v2)0即b球所增加的(m2v2)与

6、a球所减少的(m1v1)大小相等3 / 12如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!6(10分)用气垫导轨做实验，某一滑块通过光电门时，双挡光片两次挡光的记录为284.1 ms、294.6 ms，测得挡光片的挡光距离为5 cm，则此滑块的速度多大？解析：两次挡光的时间差为tt2t1(294.6284.1)ms10.5 ms根据公式得：v m/s4.76 m/s.答案：4.76 m/s7(18分)用如下图所示装置来探求碰撞中的不变量，质量为mb的钢球b放在小支柱n上，球心离地面高度为h；质量为ma的钢球a用细线拴好悬挂于o点，当细线被拉直时o点到球心的距离为l，且细线与竖直线之间夹角为；球a由

7、静止释放，摆到最低点时恰与球b发生正碰，碰撞后，a球把轻质指示针c推移到与竖直夹角为处，b球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸d，用来记录球b的落点(1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球a、b的速度(设两球a、b碰前的速度分别为va、vb；碰后速度分别为va、vb)，则va_；va_；vb_；vb_.5 / 12如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!(2)请你提供两条提高实验精度的建议：_.解析：(1)根据机械能守恒定律，有mavmagl(1cos)va碰撞后，同理可得va由题意，碰撞前vb0碰撞后小球b做平抛运动，可得gt2hvbts解得vbs (2)让球a多次从同一位

8、置摆下，求b球落点的平均位置；角取值不要太小；两球a、b质量不要太小；球a质量要尽量比球b质量大(任答两条)答案：(1)0s(2)见解析8(18分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图(a)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，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，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6 / 12如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!(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

9、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与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1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橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块1带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图(b)所示；测得滑块1的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.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以前系统的总动量为_ kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_kg·m/s(保留三位有

10、效数字)6 / 12如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_解析：(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1.(2)作用前系统的总动量为滑块1的动量，p0m1v0，v0 m/s2 m/s，p00.310×2 kg·m/s0.620 kg·m/s.作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时两滑块具有相同的速度v，v m/s1.2 m/s，p(m1m2)v(0.3100.205)×1.2 kg·m/s0.618 kg·m/s.(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位

11、孔之间有摩擦答案：(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦9(10分)在学习了“实验：探究碰撞中的不变量”的实验后，得出了动量守恒定律，反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况实验仪器如下图所示7 / 12如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!实验过程：(1)调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度l.(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2.(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上，让滑块2处于静止状态(v20)，用滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间)，撞后两者粘在一起，分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t1和碰后通过光电门的遮光时间t2.(6)先根据vl/