人教版2020年高中物理选修3-5　第十六章 《动量守恒定律》 1.《实验：探究碰撞中的不变量》考题（解析版）

人教版2020年高中物理选修3-5 第十六章 动量守恒定律 1实验：探究碰撞中的不变量 解析版 1.如图为“碰撞实验器”，它可以探究动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系． (1)实验中必须要求的条件是______． A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B．斜槽轨道末端的切线必须水平 C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放 (2)图10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静置于小平轨道的末端，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并重复多次．本实验还需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．测量抛出点距地面的高度H C．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N D．测量平抛射程OM、ON (3)某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2之比为________． 【答案】(1)BD (2)ACD (3)4∶1 2.某同学用图甲所示装置结合频闪照片来探究碰撞中的不变量．经过多次实验，该同学猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和是不变的． 步骤1：用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB，并且保证mA>mB； 步骤2：安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平； 步骤3：先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上某位置P由静止开始释放，小球离开斜槽后，用频闪照相记录下小球A两个时刻的位置(如图乙所示)； 步骤4：将小球B放在斜槽的末端，让小球A从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，用频闪照相记录下两个小球在两个时刻的位置(如图丙所示)； 步骤5：直接测量需要的物理量，根据测量得到的数据，验证自己的猜想． 请回答： (1)在步骤5中，该同学需要在照片中直接测量的物理量有________(选填“x0”、“y0”、“xA”、“yA”、“xB”、“yB”)； (2)用实验中测量的物理量来表示该同学的猜想结果： _______________________________________________________________