人教版高中物理选修3-5实验：探究碰撞中的不变量 第1课时 名师精编作业.docVIP

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 高中物理人教版选修3-5 16.1 实验：探究碰撞中的不变量 1．某同学设计一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车 A 的前端粘有橡皮泥， 推动小车 A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动.他设计的具体装置如图所示.在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz．长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力． (1)若已得到打点纸带如图并测得各相邻计数点间距标在图上。A为运动起始的第一点.则应选_________段来计算 A的碰前速度.应选______段来计算 A 和 B碰后的共同速度.(以上两格填“AB”或 “BC”或“CD”或“DE”). (2)已测得小车 A 的质量 m1=0.4kg，小车 B的质量m2?0.2kg.由以上测量结果可得：碰前总动量=______ kg·m/s；碰后总动量=______ kg·m/s。（结果保留三位有效数字） 2．某同学用如图所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球1悬挂于O点，使小球1的球心到悬点O的距离为L，被碰小球2放在光滑的水平桌面上。将小球1从右方的A点（OA与竖直方向的夹角为α）由静止释放，摆到最低点时恰与小球2发生正碰，碰撞后，小球1继续向左运动到C位置，小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为x的D点。 （1）实验中已经测得上述物理量中的α、L、x，为了验证两球碰撞过程动量守恒，还应该测量的物理量有 （要求填写所测物理量的名称及符号）。 （2）请用测得的物理量结合已知物理量来表示碰撞前后小球1、小球2的动量: p1= ；p1’= ；p2= ；p2’= 。 3．如图甲所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________（填选项前的符号），间接地解决这个问题。 （ ） A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复，接下来要完成的必要步骤是_______（填选项前的符号） （ ） A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM，ON （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________________________（用（2）中测量的量表示）。 （4）经测定，m1=45.0 g，m2=7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1:p1=__________:11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1:p2=11:__________。实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为_______。 4．A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）．用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如图所示．已知闪光的时间间隔为Δt，而闪光本身持续时间极短，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0～80 cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过x＝55 cm处，滑块B恰好通过x＝70 cm处，问： （1）碰撞发生在何处？ （2）碰撞发生在第一次闪光后多长时间？ （3）设两滑块的质量之比为mA∶mB＝2∶3，试分析碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和是否相等？ 5．如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、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，如图乙所示，电源频率为50Hz，则碰撞前甲车速度大小为________m/s，碰撞后的共同速度大小为________m/s。已测得甲小车的质量m1=0．20kg，乙小车的质量m2=0．10kg，由以上测量结果可得：碰前总动量为_____kg?m/s；碰后总动量为_____kg?m/s。 参考答案 1、【答案】 （1）BC、DE（2）0.420、0.417； 2、【答案】 1）小球1的质量m1，小球2的质