1、优质文档优质文档第十六章 动量守恒定律训练 1 实验：探究碰撞中的不变量概念规律题组1在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，哪些因素可导致实验误 差 ( )A导轨安放不水平B小车上挡光板倾斜C两小车质量不相等D两小车碰后连在一起2在利用摆球探究碰撞中的不变量实验中，如图 1 所示，下列说法正确的是 ( )图 1A悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B应由静止释放小球，以便较准确地计算小球碰前的速度C两小球必须都是钢性球，且质量相同D两小球碰后可以粘合在一起共同运动3若用打点计时器做探究碰撞中的不变量的实验，下列操作正确的是 ( )A相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的
2、质量B相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起C先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源4对于实验最终的结论 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2，下列说法正确的是 ( )A仅限于一维碰撞B任何情况下 m1v m2v m1v1 2 m2v2 2也一定成立21 2C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之和5如图 2(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时力时，随即启动打点计时器，甲车
3、运动一段距离后，将与静止的乙车发生正碰并连在一起运动，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，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.优质文档优质文档图 26某同学把两个大小不同的物体用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧，如图 3 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，探究物体间相互作用时的不变量图 3(1)该同学还必须有的器材是_；(2)需要直接测量的数据是_；(3)根据课堂探究的不变量，本实验中表示碰撞前后不变量的表达式应为_方法技巧题组7 “探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球
4、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 x t 图象如图 4 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_.图 48有甲、乙两辆小车，质量分别为 m1302 g、 m2202 g，甲小车拖有纸带，通过打点计时器记录它的运动情况，乙小车静止在水平桌面上，甲小车以一定的速度向乙小车运动，跟乙小车发生碰撞后与乙小车粘合在一起共同运动这个过程中打点计时器在纸带上记录的点迹如图 5 所示，在图上还标出了用刻度尺量出的各点的数据，已知打点计时器的打点频率为 50 Hz.图 5(1)从纸带上的数
5、据可以得出：两车碰撞过程经历的时间大约为_ s；(结果保留两位有效数字)优质文档优质文档(2)碰前甲车的质量与速度的乘积大小为_ kgm/s，碰后两车的质量与速度的乘积之和为_ kgm/s；(结果保留三位有效数字)(3)从上述实验中能得出什么结论？9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不变量：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、天平该同学设计的实验步骤如下：A用天平测出小车 A 的质量为 mA0.4 kg，小车 B 的质量为 mB0.2 kgB更换纸带重复操作三次C小车 A 靠近打点针时器放置，在车
6、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，并给小车 A 一定的初速度 vA(1)请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来_(2)打点计时器打下的纸带中，比较理想的一条如图 6 所示，根据这些数据完成下表图 6碰撞前 碰撞后A 车 B 车 AB 整体质量(kg)速度(m/s)(ms1 kg1 )vmmv (kgm/s)mv2 (kgm2/s2)(3)根据以上数据猜想碰撞前后不变量的表达式为_创新应用题组10某同学用图 7 甲所示装置通过半径相同的 a、 b 两球的碰撞来探究碰撞中的不变量实验时把无摩擦可转动支架 Q 放下，先使 a 球从斜
7、槽上某一固定位置 P 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 个落点痕迹再把支架 Q 竖起，放上 b 球，让 a 球仍从位置 P 由静止开始滚下，到达水平槽末端时和 b 球碰撞， a、 b 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 点是水平槽末端点在记录纸上的垂直投影点， O为支架上 b 球球心在记录纸上的垂直投影点优质文档优质文档图 7(1)碰撞后 b 球的水平射程应取图中_段(2)在以下选项中，属于本次实验必须进行的测量是_(填选项字母)A支架上未放 b 球时，测量 a 球落点位置到 O 点的距离B a 球与 b 球碰撞
8、后，测量两球落点位置到 O 点(或 O点)的距离C测量 a 球或 b 球的直径D测量 a 球和 b 球的质量 M 和 mE测量 P 点相对于水平槽面的高度(3)实验中若某同学测量了小球直径，使用千分尺所得的结果如图乙所示，则球的直径D_cm.(4)结合课堂实验结论，按照本实验方法，探究不变量的表达式应是：_.(用(2)中和图甲中的字母表示)优质文档优质文档答案1AB 2ABD 3BC 4AD 50.6 0.46(1)刻度尺、天平(2)两物体的质量 m1、 m2和两物体落地点分别到桌子两侧边缘的水平距离 s1、 s2(3)m1s1 m2s270.015 kgm/s 0.007 5 kgm/s 0
9、.007 5 kgm/s 碰撞中 mv 的矢量和是守恒的量8(1)0.10 (2)0.202 0.203(3)在误差允许范围内，两车的质量与速度的乘积之和保持不变，即 m1v1( m1 m2)v9解析 (1)该同学正确的实验步骤为 ADCEB.(2)碰撞前后均为匀速直线运动，由纸带上的点迹分布求出速度碰后小车 A、 B 合为一体，求出 AB 整体的共同速度注意打点计时器的频率为 50 Hz，打点时间间隔为 0.02 s，通过计算得下表.碰撞前 碰撞后A 车 B 车 AB 整体质量(kg) 0.4 0.2 0.6速度(m/s) 3.0 0 2.0(ms1 kg1 )vm7.5 0 3.3mv (kgm/s) 1.2 0 1.2mv2 (kgm2/s2) 3.6 0 2.4(3)由表中数值可看出在 mv 一行中数值相同，可猜想碰撞前后不变量的表达式为：mAvA mBvB( mA mB)v.10(1) O C (2)ABD (3)1.090 5 (1.090 31.090 7 都对) (4)MOB MOA mO C
