《2019-2020学年高中物理人教版选修3-5同步作业与测评：16.1 实验：探究碰撞中的不变量 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理人教版选修3-5同步作业与测评：16.1 实验：探究碰撞中的不变量 Word版含解析.pdf（18页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、 第十六章 动量守恒定律 作业与测评物理(选修 35R)教师用书 DI SHI LIU ZHANG | 第十六章 动量守恒定律 课时 1 实验：探究碰撞中的不变量 对应学生用书 P1 一、选择题 1在气垫导轨上进行“探究碰撞中的不变量”实验时首先应该做的是( ) A给气垫导轨通气 B给光电计时器进行归零处理 C把滑块放到导轨上 D检查挡光片通过光电门时是否能够挡光计时 答案 A 解析 为保护气垫导轨，实验时应该先给它通气。故 A 正确。 2在用气垫导轨进行“探究碰撞中的不变量”实验时，不需要测量的物理量 是( ) A滑块的质量 B挡光的时间 C挡光片的宽度 D光电门的高度 答案 D 解析 从实
2、验原理出发进行分析， A、 B、 C 三个选项都是必须要测量的物理量。 故选 D。 3 对于 “探究碰撞中的不变量” 实验最终的结论 m1v1m2v2m1v1m2v2， 下列说法正确的是( ) A仅限于一维碰撞 B任何情况下 m1v m2v m1v12m2v22也一定成立 2 12 2 C式中的 v1、v2、v1、v2都是速度的大小 D式中的不变量是 m1和 m2组成的系统的质量与速度乘积的矢量和 答案 D 解析 这个实验虽然是在一维情况下设计的实验，但结论具有普遍性，对各 种碰撞均成立，A 错误；系统的质量与速度乘积的矢量和在碰撞前后为不变量是 实验的结论， B 项中的结论不成立， 而速度是
3、矢量， 应考虑方向。 故 B、 C 错误， D 正确。 4(多选)在利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”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两滑块碰后粘在一起 答案 AB 解析 导轨不水平将导致滑块速度受重力作用影响，从而产生实验误差，A 正确；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，使滑块的 速度测量出现误差，进而导致实验误差，B 正确 ； 实验中并不要求两滑块的质量相 等，C 错误 ； 两滑块碰后粘在一起只意味着碰撞过程机械能损失最大，并不影响碰 撞中的守恒量，D 错误。 5(多选)用如图所示的装置探究碰撞
4、中的不变量时，下列注意事项正确的是 ( ) AA 球到达最低点时，两球的球心连线可以不水平 BA 球到达最低点时，两球的球心连线要水平 C由静止释放 A 球，以便较准确地计算小球碰撞前的速度 D两球必须都是刚性球，且质量相同 答案 BC 解析 要保证碰撞是一维对心碰撞，必须保证碰撞时两球的球心在同一高度， A 错误，B 正确；由于计算碰撞前速度时用到了动能定理：mgh mv20，故要 1 2 求初速度为 0，即 A 球应由静止释放，C 正确；本实验中对小球是否有弹性及质量 是否相等均无要求，D 错误。 6(多选)利用如图所示的实验装置探究碰撞中的不变量，以下所提供的测量 工具中必需的是( )
5、A直尺 B游标卡尺 C天平 D弹簧测力计 答案 AC 解析 实验需要测量小球的质量和速度，因为平抛运动的落地高度不变，下 落时间不变，所以，测量小球做平抛运动的水平位移能够替代速度的测量，因此， 测量距离的直尺是必需的，A 正确；天平用于测量两个小球的质量，C 正确。 二、非选择题 7如图 a 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，与静止的乙车发生球心对球心的一维碰撞并粘在一起运动， 纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图 b 所示，电源频率为 50 Hz，规定水平向右为
6、正方向，则碰撞前甲车速度大小为_ m/s，碰撞后的共 同速度大小为_ m/s。已测得甲小车的质量 m甲0.20 kg，乙小车的质量 m 乙0.10 kg，由以上测量结果可得：碰前各自质量与速度乘积的矢量和为_ kgm/s；碰后各自质量与速度乘积的矢量和为_ kgm/s。 答案 0.60 0.40 0.12 0.12 解析 电源频率为 50 Hz，则打点时间间隔：T0.02 s，由题图 b 可知，碰撞 前两点间的距离 x甲1.2 cm0.012 m； 碰后两点间的距离 x甲0.8 cm0.008 m； 规定水平向右为正方向， 由图示纸带可知，碰撞前甲车的速度： v甲 m/s0.60 m/s， x
7、甲 T 0.012 0.02 碰撞后甲车的速度：v甲 m/s0.40 m/s， x甲 T 0.008 0.02 碰撞前各自质量与速度的乘积的矢量和为：m甲v甲0.200.60 kgm/s0.12 kgm/s， 碰撞后各自质量与速度的乘积的矢量和为：(m甲m乙)v甲(0.20.1)0.4 kgm/s0.12 kgm/s， 由实验数据可知：在碰撞过程中，两车质量与速度的乘积的矢量和保持不变。 8如图所示，在实验室用两端带竖直挡板 C、D 的气垫导轨和有固定挡板的 质量都是 M 的滑块 A、B 做“探究碰撞中的不变量”的实验，实验步骤如下： (1)把两滑块 A、B 紧贴在一起，在 A 上放质量为 m
8、 的砝码，置于导轨上，用 电动卡销(图中未画出)卡住 A、B，在 A、B 的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于 水平压缩状态。 (2)按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时 器，A、B 与挡板 C、D 相碰撞的同时，电子计时器自动停止计时，记下 A 至 C 的 运动时间 t1和 B 至 D 的运动时间 t2。 (3)重复几次取 t1、t2的平均值。 在调整气垫导轨时应注意 _ _； 应测量的数据还有 _ _ _ _； 只要关系式_成立，即可得出碰撞中守恒的量是各自 质量与速度乘积的矢量和。 答案 见解析 解析 (3)用水平仪测量使导轨水平； 滑块 A 左端至挡板 C 的
9、距离 L1，滑块 B 右端至挡板 D 的距离 L2； 由于滑块和气垫导轨间的摩擦力很小，可认为滑块在导轨上做匀速直线运 动，因此两滑块作用后的速度可分别表示为 vA，vB L1 t1 L2 t2 若(Mm)M成立， L1 t1 L2 t2 则(Mm)vAMvB成立， 即(Mm)vAMvB00，规定水平向左为正方向， 则碰撞中的不变量是各自质量与速度乘积的矢量和。 9“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球 m115 g，原来静止的被碰 小球 m210 g，由实验测得它们在碰撞前后的 xt 图象如图所示，由图可知，入射 小球碰撞前的 m1v1是_，入射小球碰撞后的 m1v1是_，被碰小球 碰撞后
10、的m2v2是_。由此得出结论 _。 答案 0.015 kgm/s0.0075 kgm/s 00075 kgm/s 碰撞中 mv 的矢量和是守恒量 解析 由题图可知碰撞前入射小球 m1的速度大小： v1 m/s1 m/s， 0.2 0.2 规定入射小球碰前速度方向为正方向，则碰撞前 m1v10.0151 kgm/s0.015 kgm/s。 碰撞后入射小球 m1的速度大小： v1 m/s0.5 m/s， 0.30.2 0.40.2 碰后被碰小球 m2的速度大小： v2 m/s0.75 m/s， 0.350.2 0.40.2 故 m1v10.0150.5 kgm/s0.0075 kgm/s， m2v
11、20.010.75 kgm/s0.0075 kgm/s， 可知 m1v1m1v1m2v2， 即碰撞中 mv 的矢量和是守恒量。 10某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”的实验：在 小车 A 的前端粘有橡皮泥，使小车 A 做匀速直线运动，然后与原来静止的小车 B 相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。他设计的具体装置如图甲所示，在小 车 A 后连接着纸带，电磁打点计时器使用的电源频率为 50 Hz，长木板垫着小木片 以平衡摩擦力。 (1)若已得到打点纸带如图乙所示，每隔 4 个点取一个计数点并测得各计数点 间距(标在图上)。 A 为运动起点， 则应该选择_段来计算小车 A 碰前的
12、速度， 应选择_段来计算小车 A 和小车 B 碰后的共同速度。(以上空格均选填 “AB”“BC”“CD”或“DE”) (2)已测得小车 A 的质量 m10.40 kg，小车 B 的质量 m20.20 kg，由以上测 量结果可得碰前 m1v0_ kgm/s； 碰后(m1m2)v共_ kgm/s。(保 留三位有效数字)由此得出结论 _ _ _ _。 答案 (1)BCDE(2)0.4200.417 在误差允许的范围内， 一维碰撞中 mv 的矢量 和是守恒的 解析 (1)分析纸带上的点迹可以看出，BC 段既表示小车 A 做匀速直线运动， 又表示小车 A 具有较大的速度，故 BC 段能准确地描述小车 A
13、 碰前的运动情况， 应当选择 BC 段计算小车 A 碰前的速度，而 DE 段内小车运动稳定，故应选择 DE 段计算碰后小车 A 和小车 B 的共同速度。 (2)规定小车 A 碰撞前的速度方向为正方向，小车 A 碰撞前的速度： v0 m/s1.050 m/s BC 5 1 f 10.50 102 5 0.02 小车 A 在碰撞前质量与速度乘积： m1v00.401.050 kgm/s0.420 kgm/s 碰撞后小车 A 和小车 B 的共同速度： v共 m/s0.695 m/s DE 5 1 f 6.95 102 5 0.02 碰撞后小车 A 和小车 B 的总质量与速度乘积： (m1m2)v共(
14、0.400.20)0.695 kgm/s 0.417 kgm/s 结论：在误差允许的范围内，一维碰撞中 mv 的矢量和是守恒的。 11某同学利用气垫导轨上滑块间的碰撞来寻找物体相互作用过程中的“不 变量” ，实验装置如图所示，实验过程如下(“、”表示速度方向)： 实验 1：使 m1m20.25 kg，让运动的 m1碰静止的 m2，碰后两个滑块分开， 数据如表 1。 表 1 碰前碰后 滑块 m1滑块 m2滑块 m1滑块 m2 速度 v/(ms1)0.110000.109 (1)根据这组实验数据可推知，在实验误差允许的范围内： 碰前物体的速度的矢量和_(填“等于”或“不等于”)碰后物体的速 度的矢
15、量和； 碰前物体的动能之和_(填“等于”或“不等于”)碰后物体的动能之 和； 碰前物体的质量 m 与速度 v 的乘积 mv 的矢量和_(填“等于”或 “不等于”)碰后物体的质量 m 与速度 v 的乘积 mv 的矢量和。 实验 2： 使 m1m20.25 kg， 让运动的 m1碰静止的 m2， 碰后 m1、 m2一起运动， 数据如表 2。 表 2 碰前碰后 滑块 m1滑块 m2滑块 m1滑块 m2 速度 v/(ms1)0.14000.0690.069 (2)根据这组实验数据可推知，在实验误差允许的范围内： 碰前物体的速度的矢量和_(填“等于”或“不等于”)碰后物体速度 的矢量和； 碰前物体的动能
16、之和_(填“等于”或“不等于”)碰后物体的动能之 和； 碰前物体的质量 m 与速度 v 的乘积 mv 的矢量和_(填“等于”或 “不等于”)碰后物体的质量 m 与速度 v 的乘积 mv 的矢量和。 实验 3：使 2m1m20.5 kg，让运动的 m1碰静止的 m2，碰后 m1、m2分开。 数据如表 3。 表 3 碰前碰后 滑块 m1滑块 m2滑块 m1滑块 m2 速度 v/ (ms1),0.120,0,0.024,0.071 (3)根据这组实验数据可推知，在实验误差允许的范围内： 碰前物体的速度的矢量和_(填“等于”或“不等于”)碰后物体速度 的矢量和； 碰前物体的动能之和_(填“等于”或“不
17、等于”)碰后物体的动能之 和； 碰前物体的质量 m 与速度 v 的乘积 mv 的矢量和_(填“等于”或 “不等于”)碰后物体的质量 m 与速度 v 的乘积 mv 的矢量和。 (4)还 进 行 了 其 他 情 景 的 实 验 ， 最 终 在 实 验 中 发 现 的 “不 变 量 ”是 _。 (5)在“探究碰撞中的不变量”实验中，关于实验结论的说明，正确的是 _。 A只需找到一种情景的“不变量”即可，结论对其他情景也同样适用 B只找到一种情景的“不变量”还不够，其他情景未必适用 C实验中要寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变 D进行有限次实验找到的“不变量” ，具有偶然性，结论还需要检验
18、答案 (1)等于 等于 等于 (2)等于 不等于 等于 (3)不等于 不等于 等于 (4)质量与速度乘积 mv 的矢量和 (5)BCD 解析 (1)两物体的质量相同，从表格中数据看出，碰撞前后物体的速度矢量 和相等，动能之和相等，质量与速度的乘积的矢量和相等。 (2)碰前的速度矢量和为 v10.140 m/s，碰后的速度矢量和为 v20.069 m/s 0.069 m/s0.138 m/s， 在误差允许的范围内， 速度矢量和相等。 碰前的动能之和为 ： Ek10.250.1402 J 2.4510 3 J， 碰 后 的 动 能 之 和 为 ： Ek2 1 2 1 2 0.250.06922 J
19、1.19103 J， 在误差允许的范围内动能之和不相等。 碰前的 物体质量与速度乘积的矢量和为：p10.250.140 kgm/s0.035 kgm/s，碰后的 物体质量与速度乘积的矢量和为：p20.250.0692 kgm/s0.0345 kgm/s，在 误差允许的范围内物体质量与速度乘积的矢量和相等。 (3)碰前的速度矢量和为 v10.120 m/s，碰后的速度矢量和 v20.024 m/s 0.071 m/s0.047 m/s， 知速度矢量和不相等。 碰前的动能之和 Ek1 0.250.1202 1 2 J 1.8010 3 J， 碰 后 的 动 能 之 和 Ek2 0.250.0242
20、 J 0.50.0712 1 2 1 2 J1.33103 J，在误差允许的范围内动能之和不相等。碰前物体质量与速度乘积 的矢量和 p10.250.12 kgm/s0.030 kgm/s， 碰后物体质量与速度乘积的矢量 和 p20.250.024 kgm/s0.50.071 kgm/s0.0295 kgm/s，则误差允许的范 围内，物体质量与速度乘积的矢量和相等。 (4)综上所述， 最终在实验中发现的 “不变量” 是物体质量与速度乘积的矢量和。 (5)在“探究碰撞中的不变量”实验中，只找到一种情景的“不变量”还不够， 其他情景未必适用，必须在各种碰撞的情况下都不改变，有限次实验偶然性较大， 得
21、出的结论还需要检验，故 B、C、D 正确，A 错误。 12某同学设计如图甲所示的装置通过半径相同的 A、B 两球的碰撞来探究碰 撞过程中的不变量，图中 PQ 是斜槽，QR 为水平槽，实验时先使 A 球从斜槽上某 一固定位置 G 由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复 上述操作 10 次，得到 10 个落点痕迹，再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方， 让 A 球仍从位置 G 由静止开始滚下，和 B 球碰撞后，A、B 球分别在记录纸上留下 各自的落点痕迹， 重复这种操作 10 次。 图中 O 点是水平槽末端 R 在记录纸上的垂 直投影点，B 球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水
22、平放置，且平行于 G、R、O 所 在的平面，米尺的零点与 O 点对齐。 (1)碰撞后 B 球的水平射程是_ cm。 (2)在以下的选项中，本次实验必须进行的测量是_。 A水平槽上未放 B 球时，A 球落点位置到 O 点的距离 BA 球与 B 球碰撞后，A、B 两球落点位置到 O 点的距离 CA、B 两球的质量 DG 点相对于水平槽面的高度 EA 球和 B 球从抛出到落地的时间 (3)若本实验中测量出未放B球时A球落点位置到O点的距离为xA， 碰撞后A、 B 两球落点位置到 O 点的距离分别为 xA、xB，A、B 两球的质量分别为 mA、mB， 则通过式子_即可验证 A、B 两球碰撞中的不变量。
23、 答案 (1)64.7(64.265.2 均可) (2)ABC (3)mAxAmAxAmBxB 解析 (1)由于偶然因素的存在，重复操作时小球的落点不可能完全重合，如 题图乙所示，处理的办法是用一个尽可能小的圆将“所有落点位置”包括在内(其 中误差较大的位置可略去)， 此圆的圆心即可看做小球 10 次落点的平均位置，则碰 撞后 B 球的水平射程等于圆心到 O 点的距离，由题图乙可得此射程约为 64.7 cm。 (2)由于 A、 B 离开水平槽末端后均做平抛运动， 平抛高度相同， 运动时间相等， 因此可以用平抛运动的水平位移表示小球做平抛运动的初速度，没有必要测量 G 点相对于水平槽面的高度及
24、A 球和 B 球从抛出到落地的时间， 故 A、 B 均正确， D、 E 错误 ； 要验证碰撞前后质量与速度的乘积是否守恒， 必须测量 A、 B 两球的质量， C 正确。 (3)依题意知，碰撞前 A 球做平抛运动的水平位移为 xA，碰撞后 A、B 做平抛 运动的水平位移分别为 xA、xB，由于碰撞前、后两球做平抛运动的时间相等， 因此通过式子 mAxAmAxAmBxB即可验证 A、B 两球碰撞中的不变量。 13在气垫导轨上进行探究“碰撞中的不变量”实验时，所用到的实验仪器 除了光电门、滑块、挡光片外还有_。 答案 光电计时器、天平 解析 该实验需要测量滑块经过光电门的时间，从而计算出两个物体碰撞
25、前 后的速度，因此仪器中应该有光电计时器。测滑块质量需要天平。 14. 在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量 m1170 g， 右侧滑块质量 m2110 g，挡光片宽度为 3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片， 并用细线连在一起， 如图所示。 开始时两滑块静止， 烧断细线后， 两滑块分别向左、 右方向运动。挡光片通过光电门的时间分别为 t10.32 s，t20.21 s。取向左方 向为正方向，则两滑块的速度分别为 v1_ m/s，v2_ m/s。 烧断细线前m1v1m2v2_ kgm/s， 烧断细线后m1v1m2v2_ kgm/s。可得到的结论是 _ _ _ _。 答
26、案 0.0940.14302.5104在实验允许的误差范围内，两滑块质量与各 自速度的乘积之和为不变量 解析 取向左为正方向，两滑块速度 v1 m/s0.094 m/s， d t1 3.00 102 0.32 v2 m/s0.143 m/s。 d t2 3.00 102 0.21 烧断细线前 m1v1m2v20 烧断细线后 m1v1m2v2 (0.1700.0940.1100.143) kgm/s 2.5104 kgm/s， 在实验允许的误差范围内，m1v1m2v2m1v1m2v2。 15 用如图所示装置来探求碰撞中的不变量， 质量为 mB的钢球 B 放在小支柱 N 上，球离地面高度为 H；
27、质量为 mA的钢球 A 用细线拴好悬挂于 O 点，当细线被拉 直时 O 点到球心的距离为 L，且细线与竖直线之间夹角为 ； 球 A 由静止释放，摆 到最低点时恰与球 B 发生正碰，碰撞后，A 球把轻质指示针 C 推移到与竖直方向 夹角为 处， B 球落到地面上， 地面上铺有一张盖有复写纸的白纸 D， 用来记录球 B 的落点。 (1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球 A、 B 的速度(设两球 A、 B 碰前的速度分别为 vA、vB；碰后速度分别为 vA、vB)，则 vA_； vA_；vB_；vB_。 (2)请你提供两条提高实验精度的建议： _ _ _ _。 答案 (1)0s (2)见解
28、析2gL1cos 2gL1cos g 2H 解析 (1)根据机械能守恒定律，有 mAv mAgL(1cos) 1 2 2 A 可得 vA 2gL1cos 碰撞后，同理可得 vA 2gL1cos 由题意，碰撞前 vB0 碰撞后小球 B 做平抛运动，可得 gt2H 1 2 vBts 解得 vBs 。 g 2H (2)让球 A 多次从同一位置摆下，求 B 球落点的平均位置； 角取值不要 太小；两球 A、B 质量不要太小；球 A 质量要尽量比球 B 质量大。 16某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验。 气垫导轨装置如图 a 所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。
29、在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入 压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地浮在导轨上，这样就大大减小了 因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。 (1)下面是实验的主要步骤： 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； 向气垫导轨通入压缩空气； 把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计 时器与弹射架并固定在滑块 1 的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块 1 拖着 纸带移动时，纸带始终在水平方向； 使滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的弹簧； 把滑块 2 放在气垫导轨的中间； 先_，然后_，让滑块 1 带动纸带一起运动； 取下纸
30、带，重复步骤，选出理想的纸带如图 b 所示； 测得滑块 1 的质量为 310 g，滑块 2(包括橡皮泥)的质量为 205 g。 完善实验步骤的内容。 (2)已知打点计时器每隔 0.02 s 打一个点，计算可知两滑块相互作用以前质量 与速度的乘积的矢量和为_ kgm/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘 积的矢量和为_ kgm/s。(保留三位有效数字) (3)试 说 明 (2)中 两 结 果 不 完 全 相 等 的 主 要 原 因 是 _。 答案 (1)接通打点计时器的电源放开滑块 1 (2)0.6200.618 (3)纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦 解析 (1)实验时应先接通打点计时器的电源
31、，再放开滑块 1。 (2)v0 m/s2 m/s， 0.2 0.02 5 作用前质量与速度的乘积的矢量和为滑块 1 的质量与速度的乘积， m1v00.3102 kgm/s0.620 kgm/s。 作用后质量与速度的乘积的矢量和为滑块 1 和滑块 2 的质量与速度的乘积和， 且此时两滑块具有相同的速度 v， v m/s1.2 m/s， (m1m2)v(0.310 0.168 0.02 7 0.205)1.2 kgm/s0.618 kgm/s。 (3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦。 17某实验小组在进行“探究碰撞中的不变量”的实验。入射球与被碰球半 径相同。 (1)实验装置
32、如图所示，先不放 B 球，使 A 球从斜槽上某一固定点 C 由静止滚 下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把 B 球静置于水平槽前端边缘处， 让 A 球仍从 C 处由静止滚下，A 球和 B 球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点 的痕迹。记录纸上的 O 点是重垂线所指的位置，M、P、N 分别为落点的痕迹。未 放 B 球时，A 球落地点是记录纸上的_点。 (2)释放多次后， 取各落点位置的平均值， 测得各落点痕迹到 O 点的距离 ： OM 13.10 cm，OP21.90 cm，ON26.04 cm。用天平称得入射小球 A 的质量 m116.8 g，被碰小球 B 的质量 m25.6 g。若将
33、小球质量与水平位移的乘积作为“动量” ， 请将下面的数据处理表格填写完整。 OP/mOM/mON/m 碰前总“动 量” p/kgm 碰后总“动 量” p/kgm相对误差 100% | pp p| 0.21900.13100.26043.68103 根 据 上 面 表 格 中 的 数 据 ， 你 认 为 能 得 到 的 结 论 是 ： _。 (3)实验中可以将表达式m1v1m1v1m2v2转化为m1s1m1s1m2s2来 进行验证，其中 s1、s1、s2为小球平抛的水平位移。可以进行这种转化的依据 是_。(请选择一个最合适的答案) A小球飞出后的加速度相同 B小球飞出后，水平方向的速度相同 C小
34、球在空中水平方向都做匀速直线运动，水平位移与时间成正比 D小球在空中水平方向都做匀速直线运动，又因为从同一高度平抛，运动时 间相同，所以水平位移与初速度成正比 (4)完成实验后，实验小组对上述装置进行了如下图所示的改变： 在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近槽口处，使小 球 A 从斜槽轨道上某固定点 C 由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹 O； 将木板向右平移适当的距离固定，再使小球 A 从原固定点 C 由静止释放， 撞到木板上得到痕迹 P； 把半径相同的小球 B 静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球 A 仍从固 定点 C 由静止开始滚下，与小球 B 相碰后，两球撞在木板
35、上得到痕迹 M 和 N； 用刻度尺测量纸上 O 点到 M、P、N 三点的距离分别为 y1、y2、y3。请你写出 用 直 接 测 量 的 物 理 量 来 验 证 两 球 碰 撞 过 程 中 不 变 量 的 表 达 式 ： _。 答案 (1)P (2)3.66103 0.54% 在误差允许范围内，系统碰前的总“动 量”与碰后的总“动量”相等 (3)D (4)m1m1m2 1 y2 1 y3 1 y1 解析 (1)因为 A 球碰撞前的速度大于碰撞后的速度，则碰撞后平抛运动的水 平位移减小， 但是小于碰撞后B的速度， 即平抛运动的水平位移小于B的水平位移， 知未放 B 球时，A 球落地点是记录纸上的
36、P 点。 (2)将小球质量与水平位移的乘积作为 “动量” ， 则碰后总 “动量” 为 pm1OM m2ON3.66103 kgm。 相对误差为：100%100%0.54%。可知，在实验 | pp p| 3.663.68 3.68| 误差允许范围内，可认为系统在碰前的总“动量”与碰后的总“动量”是相等的。 (3)因为平抛运动的时间由高度决定， 高度相等， 则运动的时间相等， 初速度 v0 ，知水平位移与初速度成正比，所以可以用小球的水平位移代替速度，故 D 正 x t 确，A、B、C 错误。 (4)因为水平位移相等，根据 y gt2知 t，则初速度 v x，可知 1 2 2y g x t g 2y 初速度与 成正比， 所以可以用代替水平速度， 则不变量的表达式为 m1m1 1 y 1 y 1 y2 m2。 1 y3 1 y1 18用光滑长木板、小车、打点计时器等器材做碰撞实验，已知小车的质量 为 m，当小车以水平速度 v 匀速运动时，把一个质量也等于 m 的砝码轻轻放在小 车上，最后，砝码和小车达到共同速度，如果质量与速度的乘积是不变量，那么， 小车和砝码的共同速度应是多大？ 答案 v 2 解析 碰撞之前的质量与速度的乘积为 mv，碰撞之后的质量与速度的乘积为 (mm)v 质量与速度的乘积是不变量，所以 mv(mm)v 可得 v v。 1 2