16.1实验探究一维碰撞中的不变量同步练习-贵州省贵阳实验学校2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-5

北大新世纪贵阳实验学校 2020-2021学年度第二学期高二年级限时训练 寻根物理 高二物理 第 1 页 (共 4 页) 选修 3-5《实验：探究一维碰撞中的不变量》限时训练 姓名: 班级: 得分: 2021 年 04 月 06 日 1．某同学采用如图所示的装置探究碰撞中的不变量把两个小球用等长的细线悬挂于同一点，让 B球静止， 拉起 A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起实验过程中除了要测量 A球被拉起的角度θ1和两球碰 撞后摆起的最大角度θ2之外，还需测量____________________________（写出物理量的名称和符号）才能 进行验证，用测量的物理量表示碰撞中的不变量的关系式是____________________________． 2．如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。 （1）入射小球 1与碰撞小球 2直径相同，均为 d，它们的质量相比较，应是 m1______m2。 （2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽________________。 （3）以下提供的器材中，本实验必须的有_________（填选项前的字母） A．刻度尺 B．游标卡尺 C．天平 D．秒表 （4）下述步骤中有两处不完善或有错误，请选出其选项（ ） 继续实验步骤为： A．在地面上依次铺白纸和复写纸 B．确定重锤对应点 C．不放球 2，让 1球从斜槽某一位置无初速度滑下，确保它落地点位置 P D．把 2球放在立柱上，让球 1从斜槽无初速度滑下，与球 2正碰后，确定球 1和球 2落地点位置 M和 N E．用刻度尺量出 OM、OP、ON的长度 F．看 1 2m OM m ON 与 1m OP是否相等，以验证动量守恒 3．在“探究碰撞中的不变量”实验中常会用到气垫导轨，导轨与滑块之间形成空气垫，使滑块在导轨上运 动时几乎没有摩擦．现在有滑块 A、B和带竖直挡板 C、D的气垫导轨，用它们探究碰撞中的不变量，实验 装置如图所示（弹簧的长度忽略不计）．采用的实验步骤如下： a．用天平分别测出滑块 A、B的质量 mA、mB； b．调整气垫导轨使之水平； 北大新世纪贵阳实验学校 2020-2021学年度第二学期高二年级限时训练 寻根物理 高二物理 第 2 页 (共 4 页) c．在 A、B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上； d．用刻度尺测出 A的左端至挡板 C的距离 L1； e．按下电钮放开卡销，同时开始计时，当 A、B滑块分别碰撞挡板 C、D时结束计时，记下 A、B分别到 达 C、D的运动时间 t1和 t2． （1）实验中还应测量的物理量及其符号是____________． （2）若取 A滑块的运动方向为正方向，则放开卡销前，A、B两滑块质量与速度乘积之和为___________； A、B两滑块与弹簧分离后，质量与速度乘积之和为___________．若这两个和相等，则表示探究到了“碰 撞中的不变量”． （3）实际实验中，弹簧作用前后 A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，可能产生误差的原因有 _______． A．气垫导轨不完全水平 B．滑块 A、B的质量不完全相等 C．滑块与导轨间的摩擦力不真正为零 D．质量、距离、时间等数据的测量有误差 4．如图甲所示，在做验证动量守恒定律的实验时，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，继续匀速运动，在小车 A后连着纸带，电磁打点计时 器电源频率为 50Hz，长木板右端下面垫放小木片用以 平衡摩擦力。 （1）若获得纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（已标在图上）。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。（选填“AB”“BC”“CD”或“DE”） （2）已测得小车 A的质量 mA=0.30kg，小车 B的质量为 mB=0.20kg，由以上测量结果可得碰前系统总动量 为_________kg·m/s，碰后系统总动量为_________kg·m/s。（结果保留三位有效数字） （3）实验结论：在误差允许的范围内，小车 A、B组成的系统碰撞前后总动量_________（选填“守恒”或 “不守恒”）。 北大新世纪贵阳实验学校 2020-2021学年度第二学期高二年级限时训练 寻根物理 高二物理 第 3 页 (共 4 页) 参考答案 1．A球的质量 Am 和 B球的质量 Bm  1 21 cos 1 cosA A Bm m m   【详解】 [1][2]A球静止释放到两球碰撞前，根据机械能守恒定律有:   21 11 cos 2A A A m gl m v  两球碰撞后到一起运动到最高点，根据机