高中物理人教版选修3-5课时训练1　实验探究碰撞中的不变量Word版含解析.docxVIP

课时训练1　实验:探究碰撞中的不变量题组一　用气垫导轨探究一维碰撞中的不变量1.(多选)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D.停表、刻度尺解析: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。答案:C2.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.给光电计时器进行归零处理C.把滑块放到导轨上D.检查挡光片通过光电门时是否能够挡光计时解析:为保护气垫导轨,实验时应该先给它通气。A正确。答案:A3.(多选)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偏大(　)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解析:导轨不水平,小车速度将会受重力影响;挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移,导致速度计算出现误差。答案:AB题组二　用摆球探究一维碰撞中的守恒量4.(多选)如图所示,在利用悬线悬挂两个等大小球探究碰撞中的不变量的实验中,下列说法正确的是(　)A.悬挂两球的细绳长度要适当,且等长B.由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C.两小球必须都是刚性球,且质量相同D.两小球碰后可以粘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,所以选项A正确。由于计算碰撞前速度时用到了mgh=mv2-0,即初速度为0,选项B正确。本实验中对小球的性能无要求,选项C错误。两球正碰后,若不粘在一起,会有各种运动情况,所以选项D正确。答案:ABD5.用如图所示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为h的小支柱N上,O点到A球球心的距离为l,使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线的夹角为α,A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰。碰撞后,A球把轻质指示针OC推到与竖直线夹角β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D,保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点。(1)图中s应是B球初始位置到　的水平距离。?(2)为了探究碰撞中的守恒量,应测得　等物理量。?(3)用测得的物理量表示:mAvA=　;mAvA=;mBvB=　。?解析:图中s应是B球初始位置到落地点的水平距离。碰前A球到最低点时的速度满足mA=mAgl(1-cos α),mAvA=mA。碰后A球:mAvA2=mAgl(1-cos β),mAvA=mA。碰后B球:vB=,mBvB=mBs。答案:(1)落地点　(2)mA、mB、α、β、h、l、s(3)mA　mAmBs题组三　用打点计时器探究一维碰撞中的不变量6.如图甲所示,在水平光滑轨道上停着A、B两辆实验小车,A车上系有一穿过打点计时器的纸带。当A车获得水平向右的速度时,随即启动打点计时器,A车运动一段距离后,与静止的B车发生正碰并连在一起运动。纸带记录下碰撞前A车和碰撞后两车的运动情况,如图乙所示。打点计时器电源频率为 50 Hz,则碰撞前A车速度大小为　m/s,碰撞后的共同速度大小为　m/s。如果已知碰撞过程中mv是不变量,则可求得mA∶mB=　。?解析:由纸带上点迹位置可知,前两段间隔均为1.20 cm,最后两段间隔均为0.80 cm,故小车均做匀速运动,碰前速度v= m/s=0.60 m/s,碰后速度v= m/s=0.40 m/s。因 mAv=(mA+mB)v,故 mA∶mB=2∶1。答案:0.60　0.40　2∶1题组四　用其他方法探究一维碰撞中的不变量7.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　。?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。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=m2x28.某同学用如图所示的装置探究碰撞中的不变量。先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复 10次