2019年高中物理 第16章 動(dòng)量守恒定律 課時(shí)跟蹤檢測（十九）實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量 新人教版選修3-5一、選擇題1在氣墊導(dǎo)軌上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)首先應(yīng)該做的是()A給氣墊導(dǎo)軌通氣B把光電計(jì)時(shí)器進(jìn)行歸零處理C把滑塊放在導(dǎo)軌上D檢查擋光片通過光電門時(shí)是否能夠擋光計(jì)時(shí)解析：選A為保護(hù)氣墊導(dǎo)軌，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該先給它通氣，后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。選項(xiàng)A正確。2在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量時(shí)，用到的測量工具有()A停表、天平、刻度尺B彈簧測力計(jì)、停表、天平C天平、刻度尺、光電計(jì)時(shí)器D停表、刻度尺、光電計(jì)時(shí)器解析：選C用天平測滑塊質(zhì)量，用刻度尺測擋光片的寬度。運(yùn)動(dòng)時(shí)間是指擋光片通過光電門的時(shí)間，由光電計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，因此不需要停表。C正確。3(多選)在做探究碰撞中的不變量實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)所必需的條件是()A斜槽軌道必須是光滑的B斜槽軌道末端的切線是水平的C入射球每一次都要從同一高度由靜止?jié)L下D碰撞的瞬間，入射球和被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行解析：選BCD探究碰撞中的不變量實(shí)驗(yàn)，要求入射小球每次到槽口時(shí)，具有相同的速度，所以應(yīng)從槽上同一位置滾下，但斜槽不需要光滑，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；由于碰撞前、后要求小球均做平拋運(yùn)動(dòng)，且拋物線在同一平面，選項(xiàng)B、D正確。4(多選)在做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須測量的物理量是()A入射小球和被碰小球的質(zhì)量B入射小球和被碰小球的半徑C入射小球從靜止釋放時(shí)的起始高度D斜槽軌道的末端到地面的高度E不放被碰小球時(shí)，入射小球飛出的水平射程F入射小球和被碰小球碰撞后飛出的水平射程解析：選AEF從同一高度做平拋運(yùn)動(dòng)，飛行時(shí)間t相同，所以需要測出的量有：未碰時(shí)入射小球的水平射程，碰后入射小球的水平射程，被碰小球的水平射程，入射小球、被碰小球的質(zhì)量。二、非選擇題5如圖(a)所示，在水平光滑軌道上停放著甲、乙兩輛實(shí)驗(yàn)小車，甲車上系有一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，當(dāng)甲車獲得水平向右的速度時(shí)，隨即啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。甲車運(yùn)動(dòng)一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運(yùn)動(dòng)，紙帶記錄下碰撞前甲車和碰撞后兩車的運(yùn)動(dòng)情況，如圖(b)所示，電源頻率為50 Hz，則碰撞前甲車速度大小為_ m/s，碰撞后兩車的共同速度大小為_ m/s。解析：由題圖(b)可知，碰撞前x1.2 cm，碰撞后x0.8 cm，T0.02 s，由公式v得v0.6 m/s，v0.4 m/s。答案：0.60.46如圖所示，在實(shí)驗(yàn)室用兩端帶豎直擋板C、D的氣墊導(dǎo)軌和帶固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A、B，做探究碰撞中不變量的實(shí)驗(yàn)：(1)把兩滑塊A和B緊貼在一起，在A上放質(zhì)量為m的砝碼，置于導(dǎo)軌上，用電動(dòng)卡銷卡住A和B，在A和B的固定擋板間放一彈簧，使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài)。(2)按下電鈕使電動(dòng)卡銷放開，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)記錄兩滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間的電子計(jì)時(shí)器，當(dāng)A和B與擋板C和D碰撞同時(shí)，電子計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表，記下A運(yùn)動(dòng)至C的時(shí)間t1，B運(yùn)動(dòng)至D的時(shí)間t2。(3)重復(fù)幾次取t1、t2的平均值。請回答以下幾個(gè)問題：在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意_；應(yīng)測量的數(shù)據(jù)還有_；作用前A、B兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為_，作用后A、B兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為_。解析：為了保證滑塊A、B作用后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必須使氣墊導(dǎo)軌水平，需要用水平儀加以調(diào)試。要求出A、B兩滑塊在卡銷放開后的速度，需測出A至C的時(shí)間t1和B至D的時(shí)間t2，并且要測量出兩滑塊到擋板的運(yùn)動(dòng)距離L1和L2，再由公式v求出其速度。設(shè)向左為正方向，根據(jù)所測數(shù)據(jù)求得兩滑塊的速度分別為vA，vB。碰前兩滑塊靜止，v0，速度與質(zhì)量乘積之和為0；碰后兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為(Mm)M。答案：用水平儀測量并調(diào)試使得導(dǎo)軌水平A至C的距離L1、B至D的距離L20(Mm)M7.某同學(xué)把兩塊大小不同的物體用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮的彈簧，如圖所示，將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細(xì)線，觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行必要的測量，驗(yàn)證物體間相互作用時(shí)的守恒量。(1)該同學(xué)還必須有的器材是_、_。 (2)需要直接測量的數(shù)據(jù)是_。(3)用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證守恒量的關(guān)系式為_。解析：兩物體彈開后各自做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)知識可知兩物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。所需驗(yàn)證的表達(dá)式為m1v1m2v2，兩側(cè)都乘以時(shí)間t，有m1v1tm2v2t，即m1s1m2s2。答案：(1)刻度尺天平(2)兩物體的質(zhì)量m1、m2兩物體落地點(diǎn)分別到桌子兩側(cè)邊的水平距離s1、s2(3)m1s1m2s28在用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，左側(cè)滑塊質(zhì)量m1170 g，右側(cè)滑塊質(zhì)量m2110 g，擋光片寬度為s3.00 cm，兩滑塊之間有一壓縮的彈簧片，并用細(xì)線連在一起，如圖所示。開始時(shí)兩滑塊靜止，燒斷細(xì)線后，兩滑塊分別向左、右方向運(yùn)動(dòng)。擋光片通過光電門的時(shí)間分別為t10.32 s，t20.21 s，則兩滑塊的速度分別為v1_m/s，v2_m/s。燒斷細(xì)線前m1v1m2v2_ kgm/s，燒斷細(xì)線后m1v1m2v2_kgm/s?？傻玫降慕Y(jié)論是_。 解析：取向左方向?yàn)檎?，兩滑塊速度v10.094 m/s，v20.143 m/s。燒斷細(xì)線前兩滑塊靜止，所以：m1v1m2v20燒斷細(xì)線后m1v1m2v2(0.1700.0940.1100.143) kgm/s2.5104 kgm/s，在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，m1v1m2v2m1v1m2v2。答案：0.0940.14302.5104在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，兩滑塊質(zhì)量與各自速度的乘積矢量和為不變量