2019-2020年高中物理 16.1實(shí)驗(yàn) 探究碰撞中的不變量課時(shí)訓(xùn)練（含解析）新人教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 16.1實(shí)驗(yàn) 探究碰撞中的不變量課時(shí)訓(xùn)練（含解析）新人教版選修3-5 1.(多選)在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量實(shí)驗(yàn)中,下列哪些因素可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差　(　　) A.導(dǎo)軌安放不水平 B.滑塊上擋光板傾斜 C.兩滑塊質(zhì)量不相等 D.兩滑塊碰后連在一起 【解析】選A、B。導(dǎo)軌不水平將導(dǎo)致滑塊速度受重力分力影響,從而產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差;擋板傾斜會(huì)導(dǎo)致?lián)豕獍鍖挾炔坏扔趽豕怆A段滑塊通過(guò)的位移;實(shí)驗(yàn)中并不要求兩滑塊的質(zhì)量相等;兩滑塊碰后連在一起只意味著碰撞過(guò)程能量損失最大,并不影響碰撞中的守恒量。綜上所述,答案為A、B。 2.(多選)(xx揭陽(yáng)高二檢測(cè))若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn),下列操作正確的是　(　　) A.相互作用的兩車上,一個(gè)裝上撞針,一個(gè)裝上橡皮泥,是為了改變兩車的質(zhì)量 B.相互作用的兩車上,一個(gè)裝上撞針,一個(gè)裝上橡皮泥,是為了碰撞后粘在一起 C.先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再釋放拖動(dòng)紙帶的小車 D.先釋放拖動(dòng)紙帶的小車,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 【解析】選B、C。相互作用的兩車上,一個(gè)裝上撞針,一個(gè)裝上橡皮泥,是為了碰撞后兩車能粘在一起共同運(yùn)動(dòng),這種情況能得到能量損失很大的碰撞;應(yīng)當(dāng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再釋放拖動(dòng)紙帶的小車,否則因運(yùn)動(dòng)距離較短,小車釋放以后再打開(kāi)電源不容易得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。故A、D錯(cuò),B、C正確。 3.(多選)某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究碰撞過(guò)程中的不變量,下列說(shuō)法正確的是　(　　) A.懸掛兩球的細(xì)繩長(zhǎng)度要適當(dāng),可以不等長(zhǎng) B.由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計(jì)算小球碰前的速度 C.兩小球必須都是剛性球,且質(zhì)量相同 D.兩小球碰后可以粘合在一起共同運(yùn)動(dòng) 【解析】選B、D。兩繩等長(zhǎng),能保證兩球正碰以減小實(shí)驗(yàn)誤差,A項(xiàng)錯(cuò)誤;計(jì)算碰撞前速度時(shí)用到了mgh=mv2-0,即初速度為0,B項(xiàng)正確;本實(shí)驗(yàn)中對(duì)小球的性能無(wú)要求,C項(xiàng)錯(cuò)誤;兩球正碰后,運(yùn)動(dòng)情況有多種可能,D項(xiàng)正確。 4.(xx寧波高二檢測(cè))某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞過(guò)程中不變量的實(shí)驗(yàn):在小車甲的前端粘有橡皮泥,推動(dòng)小車甲使之做勻速直線運(yùn)動(dòng)。然后與原來(lái)靜止在前方的小車乙相碰并粘合成一體,而后兩車?yán)^續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng),他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖所示。在小車甲后連著紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50Hz,長(zhǎng)木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。 (1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖所示,并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距并標(biāo)在圖上,A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn),則應(yīng)選　　　　段計(jì)算小車甲的碰前速度,應(yīng)選　　　　段來(lái)計(jì)算小車甲和乙碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。 (2)已測(cè)得小車甲的質(zhì)量m甲=0.40kg,小車乙的質(zhì)量m乙=0.20kg,由以上測(cè)量結(jié)果可得:碰前m甲v甲+m乙v乙=　　　　kgm/s;碰后m甲v甲′+m乙v乙′= 　　　　kgm/s。 (3)通過(guò)計(jì)算得出的結(jié)論是什么? 【解析】(1)觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,點(diǎn)跡均勻的階段BC應(yīng)為小車甲與乙碰前的階段,CD段點(diǎn)跡不均勻,故CD應(yīng)為碰撞階段,甲、乙碰撞后一起勻速直線運(yùn)動(dòng),打出間距均勻的點(diǎn),故應(yīng)選DE段計(jì)算碰后共同的速度。 (2)v甲==1.05m/s,v′==0.695m/s m甲v甲+m乙v乙=0.420kgm/s 碰后m甲v甲′+m乙v乙′=(m甲+m乙)v′ =0.600.695kgm/s=0.417 kgm/s (3)在誤差允許范圍內(nèi),碰撞前后兩個(gè)小車的mv之和是相等的。 答案:(1)BC　DE　(2)0.420　0.417 (3)在誤差允許范圍內(nèi),碰撞前后兩個(gè)小車的mv之和是相等的。 5.(xx上饒高二檢測(cè))如圖所示為氣墊導(dǎo)軌上兩個(gè)滑塊A、B相互作用后運(yùn)動(dòng)過(guò)程的頻閃照片,頻閃的頻率為10Hz。開(kāi)始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止,它們之間有一根被壓縮的輕彈簧,滑塊用繩子連接,繩子燒斷后,兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)。已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200g、300g,根據(jù)照片記錄的信息,A、B離開(kāi)彈簧后,A滑塊做　　　　運(yùn)動(dòng),其速度大小為　　　　m/s,本實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論是　　　　　　　　　　　　。 【解析】碰撞前:vA=0,vB=0,所以有mAvA+mBvB=0 碰撞后:vA′=0.09m/s,vB′=0.06m/s,規(guī)定向右為正方向:mAvA′+mBvB′=0.2(-0.09)kgm/s+0.30.06kgm/s=0 則由以上計(jì)算可知:mAvA+mBvB=mAvA′+mBvB′。 答案:勻速　0.09　碰撞前后滑塊A、B的質(zhì)量與速度乘積之和為不變量 6.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn):在小車A的前端粘有橡皮泥,在小車A后連著紙帶,推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng),然后與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng),他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖甲所示。 (1)長(zhǎng)木板右端下面墊放一小木片的原因是____________。 (2)若已獲得的打點(diǎn)紙帶如圖乙所示,A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距分別記為AB、BC、CD和DE,用天平測(cè)得A、B兩車的質(zhì)量分別為mA、mB,則需驗(yàn)證的表達(dá)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解析】(1)長(zhǎng)木板右端下面墊放一小木片,目的是平衡摩擦力,使小車拖著紙帶在木板上能做勻速運(yùn)動(dòng)。 (2)從題圖中可以看出,B到C的時(shí)間等于D到E的時(shí)間,所以可以用BC代表小車碰前的速度,用DE代表碰后的速度,應(yīng)有mABC=(mA+mB)DE。 答案:(1)平衡摩擦力　(2)mABC=(mA+mB)DE