第十六章 动量守恒定律 第1节　实验：探究碰撞中的不变量-高中物理选修3-5【赢在微点】轻松课堂word

第十六章 动量守恒定律 第1节　实验：探究碰撞中的不变量　 学习目标 练法指导 1.明确探究碰撞中的不变量的基本思路。 2．掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法。 3．掌握实验数据处理的方法。 1.在练习中体会各种方案的设计思路。 2．在练习中学会在不同的方案中两个物体碰撞前后速度的测量方法。 3．掌握数据处理的方法和技巧。 ———　　课/　前/　预/　习·轻/　松/　搞/　定　　——— 要点辨析 1．探究碰撞中的不变量的实验中不用考虑速度的方向(×) 2．使用气垫导轨时，一定要调节其水平，检测是否水平的方法是轻轻推动滑块，看其是否做匀速运动(√) 3．为了减小偶然误差，可以增加测量次数，取平均值(√) 4．因为两个物体在碰撞中都受到了摩擦阻力作用，所以摩擦力不会对实验造成影响(×) 预习自检 1．(多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中，下列哪些因素可导致实验误差(　　) A．导轨安放不水平 B．滑块上挡光板倾斜 C．两滑块质量不相等 D．两滑块碰后连在一起 解析　导轨不水平将导致滑块速度受重力分力影响，从而产生实验误差；挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段滑块通过的位移；实验中并不要求两滑块的质量相等；两滑块碰后连在一起只意味着碰撞过程能量损失最大，并不影响碰撞中的守恒量。综上所述，答案为A、B。 答案　AB 2．用如图所示的装置可以完成“探究碰撞中的不变量”实验。若实验中选取的A、B两球半径相同，为了使A、B发生一维碰撞，应使两球悬线长度________，悬点O1、O2之间的距离等于________。 解析　为了保证一维碰撞，碰撞点应与两球球心同在一条水平线上，故两球悬线长度相等，O1、O2之间距离等于球的直径。 答案　相等　球的直径 3．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50 Hz，则碰撞前甲车速度大小为________m/s，碰撞后两车的共同速度大小为________m/s。 解析　碰撞前Δx＝1.2 cm，碰撞后Δx′＝0.8 cm，Δt＝0.02 s，由v＝得碰前v甲＝＝0.6 m/s；碰后v＝＝0.4 m/s。[来源:Zxxk.Com] 答案　0.6　0.4 ———　　课/　堂/　效/　果·题/　组/　检/　测　　——— 题组一 实验方案与操作 1.在探究碰撞中的不变量时，采用如图所示的实验装置，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录重垂线与水平地面的交点位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，则下列说法正确的是(　　) A．第一、二次入射小球的落点依次是A、B B．第一、二次入射小球的落点依次是C、B C．第二次入射小球和被碰小球将同时落地[来源:学科网ZXXK] D．第二次入射小球和被碰小球不会同时落地 解析　最远的C点一定是被碰小球的落点，碰后入射小球的速度将减小，因此A、B均错误；由于被碰小球是放在斜槽末端的水平部分，因此被碰小球水平飞出后入射小球才可能从斜槽末端水平飞出，两小球不可能同时落地，C错，D对。 答案　D 2. (多选)用如图所示的装置探究碰撞中的不变量时，必须注意的事项是(　　) A．A到达最低点时，两球的球心连线可以不水平 B．A到达最低点时，两球的球心连线要水平 C．多次测量减小误差时，A球必须从同一高度下落 D．多次测量减小误差时，A球必须从不同高度下落 解析　要保证一维对心碰撞，必须在碰撞时球心在同一高度；多次测量求平均值，必须保证过程的重复性，A球必须从同一高度下落。 答案　BC 题组二 数据处理和误差 3.如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz。开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动。已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，A、B离开弹簧后，A滑块做________运动，其速度大小为________ m/s，本实验中得到的结论是________。 解析　绳子烧断前vA＝0，vB＝0，所以有mAvA＋mBvB＝0。 绳子烧断后v′A＝0.09 m/s，v′B＝0.06 m/s。 规定向右为正方向，则mAv′A＋mBv′B＝ 0．2×(－0.09) kg·m/s＋0.3×0.06 kg·m/s＝0， 由以上计算可知mAvA＋mBvB＝mAv′A＋mBv′B。 答案　匀速　0.09　绳子烧断