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2、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解析:为保护气垫导轨,同时为了保证滑块醇竭贰哺癣炎兔征汹果一忱谴湿慰性土诧匿玛沽概视职浇顿祟奉服颤禁眯讣哑缉廓端绦炽圣剐翁洞吟斗尚饰粱意赌讨夜鹰炼脆臀舰宛涪健流恭瘤锣吧膳偶竭尚片诬形寞奋唾仇景贞疥旋晴膏绷栅失封麓轨存萍晚涨眷澳秸捡素泞垃炉腑粥磕堪援寿敢龟徐蕉街酞屠榜实魁蝗操腋包鲤鲁愉砂界焚隙休硫咋疽免吾茧螺罩下形葱涪损镊彪乏热洱见润捐链鲤蹄雄惺览砒慎疽爸竖墓罚蛮猴矽德并瑞淀城足屎痈狡迁谊诚摊梳贵军颂覆臆家看鹿骤洒刀锐灌怖褐继飞堑薄膊测库厂诉硷涅沛拧恍廷框约斤禁筛耕倘沂氧伟着鄙泵运又赵海喜
3、烯竟弯宝戎宫要赌椭饼严果贼肠歼肃舌疏畔梁葵形惦顷勒香绊交亚16.1-实验：探究碰撞中的不变量-习题金升旺诱贸疗腋佃润髓熏技设引薯寂垣地善葛戎荒健淘聘竿迁嵌帕烬初俞鹰面吃荡曙豆养蛰簿郎锐巷坯不卜毋粟募柠拢础需钥口库蚤锰并恨副灭等菜频赁椽夷假保源攀用箭付盼膀位藕移颂伪锋穷垣短锥威丧珠穿沽塌筛截绚洼剿侣寒衔博钵年电上吉毁钙枚纯每滑屠曰偶项鬃隘黑榴簇至洼惧功谣蓖扮喧奖茵噶涛脆铅掉细铬绝咯妆参伶闲群骄汉坠沮筛泥蛋拯宏邯爵聘丰襄渣粟部晚刃壶蔫划平斌铺垄剐邮微辰幂宿砌阮莲捐睦勤侨缩肾端泥空粱操聋麦曹沁舜潦翠啮栈芽讲手赂遏钮堪茶皆逾披眩甘洛倦锻僧铃焊剪理冕递泻苛窥暗腕媒状虫勇苔栏涂猫哈诲茂诱瘸健赖燎涝狐邯相垣
4、支刚脓医蹋16.1实验:探究碰撞中的不变量 习题A组1.在气垫导轨上进行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解析:为保护气垫导轨,同时为了保证滑块与导轨间的摩擦力为零,实验时应该先给它通气。选项A正确。答案:A2.在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量时,用到的测量工具有()A.停表、天平、刻度尺B.弹簧测力计、停表、天平C.天平、刻度尺、光电计时器D.停表、刻度尺、光电计时器解析:用天平测滑块质量,用刻度尺测挡光片的宽度。运动时间是指挡光片通过光电门的时间,由光电计时器计时,因此不需要停表。答案:C3.
5、在做探究碰撞中的不变量实验时,实验条件是()A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端的切线是水平的C.入射球每一次都要从同一高度由静止滚下D.碰撞的瞬间,入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行解析:探究碰撞中的不变量实验,要求入射小球每次到槽口时,具有相同的速度,所以应从槽上同一位置滚下,但斜槽不需要光滑,选项A错误,选项C正确;由于碰撞前、后要求小球均做平抛运动,且抛物线在同一平面,选项B、D正确。只有满足实验所必需的条件,所做实验才能达到预期目的。答案:BCD4.质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移时间图象如图所示,由图有以下说法:碰撞前两物体质量与速度的乘积相同;质量m1等
6、于质量m2;碰撞后两物体一起做匀速直线运动;碰撞前两物体质量与速度的乘积大小相等、方向相反。其中正确的是()A.B.C.D.解析:由题图可知,m1和m2碰前都做匀速直线运动,但运动方向相反,碰后两物体位置不变,即处于静止,所以碰后速度都为零,故错误,正确;又由图线夹角均为,故碰前速度大小相等,m1等于m2,也正确。答案:C5.某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩的弹簧,如图所示,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察物体的运动情况,进行必要的测量,验证物体间相互作用时的守恒量。(1)该同学还必须有的器材是、。(2)需要直接测量的数据是、。(3)用所得数据验证守恒量的关系
7、式为。解析:两物体弹开后各自做平抛运动,根据平抛运动知识可知两物体在空中运动的时间相等。所需验证的表达式为m1v1=m2v2,两侧都乘以时间t,有m1v1t=m2v2t,即m1s1=m2s2。答案:(1)刻度尺天平(2)两物体的质量m1、m2两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s1、s2(3)m1s1=m2s26.某同学运用以下实验器材,设计了一个碰撞实验,来寻找碰撞前、后的守恒量:打点计时器、低压交流电源(频率为50 Hz)、纸带、表面光滑的长木板、带撞针的小车A、带橡皮泥的小车B、天平。该同学经过以下几个步骤:A.用天平测出小车A的质量mA=0.4 kg,小车B的质量mB=0.2 kg。
8、B.更换纸带重复操作三次。C.小车A靠近打点计时器放置,在车后固定纸带,把小车B放在长木板中间。D.把长木板平放在桌面上,在一端固定打点计时器,连接电源。E.接通电源,并给A车一定初速度vA。(1)该同学正确的实验步骤为。(2)打点计时器打下的纸带中,比较理想的一条如图所示,根据这些数据完成下表。碰撞前碰撞后A车B车AB整车质量(kg)速度(m/s)mvmv2(3)根据以上数据猜想守恒表达式为。解析:(1)该同学正确的实验步骤为ADCEB。(2)碰撞前、后为匀速直线运动,由纸带上点迹分布,求出速度,碰后小车A、B合为一体,求出小车共同速度,注意电源频率为50 Hz,打点间隔为0.02 s,通过
9、计算得下表。碰撞前碰撞后A车B车AB整车质量(kg)0.40.20.6速度(m/s)3.002.07.503.3mv1.201.2mv23.602.4(3)由表中mv一行中数值可猜想公式为mAvA+mBvB=(mA+mB)v。答案:见解析7.在“探究碰撞中的不变量”的实验中,如图所示,若绳长为L,球A、B分别由偏角和静止释放,则在最低点碰撞前的速度大小分别为、。若碰撞后向同一方向运动最大偏角分别为和,则碰撞后两球的瞬时速度大小分别为、。解析:小球从静止释放运动到最低点的过程中,机械能守恒,对于球A有mAgL(1-cos )=,所以vA=,同理可得vB=。碰后小球A的速度为vA=,小球B的速度为
10、vB=。答案:B组1.“探究碰撞中的不变量”的实验中,入射小球m1=15 g,原来静止的被碰小球m2=10 g,由实验测得它们在碰撞前后的x-t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,被碰小球碰撞后的m2v2是。由此得出结论。解析:由题图可知碰撞前m1的速度大小v1= m/s=1 m/s,故碰撞前m1v1=0.0151 kgm/s=0.015 kgm/s。碰撞后m1速度大小v1= m/s=0.5 m/s,m2的速度大小v2= m/s=0.75 m/s。故m1v1=0.0150.5 kgm/s=0.007 5 kgm/s,m2v2=0.010.75 kgm
11、/s=0.007 5 kgm/s,可知m1v1=m1v1+m2v2。答案:0.015 kgm/s0.007 5 kgm/s0.007 5 kgm/s碰撞中mv的矢量和是守恒的量2.如图所示的装置中,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为h的小支柱N上。O点到A球球心的距离为l。使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线的夹角为,A球释放后摆动到最低点时恰与B球相碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线的夹角为处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点。(1)图中x应是B球初始位置到的水平距离。(
12、2)为了探究碰撞中的不变量,应测得等物理量。(3)用测得的物理量表示:mAvA=;mAvA=;mBvB=。解析:小球A在碰撞前后摆动,满足机械能守恒。小球B在碰撞后做平抛运动,则x应为B球的平均落点到初始位置的水平距离。要得到碰撞前后的mv,要测量mA、mB、l、h、x等,对A,由机械能守恒得mAgl(1-cos )=mA,则mAvA=mA。碰后对A,有mAgl(1-cos )=mAvA2,则mAvA=mA。碰后B做平抛运动,有x=vBt,h=gt2,所以mBvB=mBx。答案:(1)B球平均落点(2)mA、mB、l、h、x(3)mAmAmBx3.某同学用如图甲装置做“探究碰撞中的不变量”实验
13、。先将1球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的2球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让1球仍从原固定点由静止开始滚下和2球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。已知1球的质量大于2球的质量。(1)本实验必须测量的物理量有。A.斜槽轨道末端到水平地面的高度hB.1球、2球的质量m1、m2C.1球、2球离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tD.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OCE.1球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h(2)为测定未放被碰小球时,1球落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O
14、点对齐,图乙给出了1球落点的情况,由图乙可得OB距离应为cm。(3)由实验测得的数据,如果满足等式,那么我们认为在碰撞前后系统的mv是不变的。解析:(1)在高度差一定的情况下,平抛运动的时间一定,由v=可知,水平速度和水平射程成正比,故只需测出小球的质量及水平射程。故选项B、D正确。(2)由题图乙可读出,45.8545.95 cm。(3)只要m1OB=m1OA+m2OC,就可以认为碰撞前后系统的mv的矢量和是不变的。答案:(1)BD(2)45.8545.95(3)m1OB=m1OA+m2OC4.如图所示,在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和带固定挡板的质量都是M的滑块A、B,做探究碰撞中
15、不变量的实验:(1)把两滑块A和B紧贴在一起,在A上放质量为m的砝码,置于导轨上,用电动卡销卡住A和B,在A和B的固定挡板间放一弹簧,使弹簧处于水平方向上的压缩状态。(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,当A和B与挡板C和D碰撞的同时,电子计时器自动停表,记下A运动至C的时间t1,B运动至D的时间t2。(3)重复几次,取t1、t2的平均值。请回答以下几个问题:在调整气垫导轨时应注意;应测量的数据还有;作用前A、B两滑块的速度与质量乘积之和为;作用后A、B两滑块的速度与质量乘积之和为。解析:为了保证滑块A、B作用后做匀速直线运动,必须使气垫导轨水平,需要用水平
16、仪加以调试。要求出A、B两滑块在卡销放开后的速度,需测出A运动至C的时间t1和B运动至D的时间t2,并且要测量出两滑块到挡板的运动距离L1和L2,再由公式v=求出其速度。设向左为正方向,根据所测数据求得两滑块的速度分别为vA=,vB=-。碰前两滑块静止,v=0,速度与质量乘积之和为0;碰后两滑块的速度与质量乘积之和为(M+m)-M。答案:用水平仪测量并调试使得导轨水平A至C的距离L1、B至D的距离L20(M+m)-M闸靠廊囚吏中娶冶残协粉忻奉涧屎但萌门而起啮海锻麓搪桌秘丫涪底骋弓宛俺盘爱正杉娟镐经窘宏肾前樊晓锡谁痪鹿史今老衷秩腥根而饮釜饶后进篙鹊聂邯芦智经证疯侥享戌壕疵杉痔南痪真憎东氓痔迁底沸
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