16.1实验:探究碰撞中的不变量 课时练习(含答案)
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1、第第 1 1 节节 实验:探究碰撞中的不变量实验:探究碰撞中的不变量 1.(多选)在“探究碰撞中的不变量”的实验中,若用气垫导轨和光电计时装置进 行探究,则需要的测量仪器(或工具)有( ) A.秒表 B.天平 C.毫米刻度尺 D.螺旋测微器 解析 在该实验中,需要测量物体的质量和挡光片的宽度,即需要天平和毫米刻 度尺。 答案 BC 2.(多选)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
2、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 解析 相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了碰撞后两车 能粘在一起共同运动,这种情况能得到能量损失最大的碰撞,选项 A 错误,B 正确;应当先接通打点计时器的电源,再释放拖动纸带的小车,若小车释放以后 再接通电源,纸带上能打上点的距离较短,不容易得到实验数据,故选项 C 正 确,D 错误。 答案 BC 3.(多选)在“探究碰撞中的不变量”的实验中,对于最终的结论 m1v1m2v2 m1v1m2v2,下列说法正确的是( ) A.仅限于一维碰撞 B.任何情况下 m1v21m2v22m1v12m2v22也一定成立 C.
3、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的乘积之和 解析 这个实验是在一维情况下设计的实验,其他情况未做探究;系统的质量与 速度的乘积之和在碰撞前、后为不变量是实验的结论,其他探究的结论情况不成 立,而速度是矢量,应考虑方向。故选项 A、D 正确。 答案 AD 4.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 d3.00 cm,两滑块之间有一压缩的弹簧 片,并用细线连在一起,如图 1 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
4、门的时间分别为 t10.32 s,t20.21 s。则两滑块的速度大小分别为 v1_m/s,v2_m/s(保留三位有 效数字)。烧断细线前 m1v1m2v2_kg m/s,烧断细线后 m1v1m2v2 _kg m/s。可得到的结论是_。(取向左为速度 的正方向) 图 1 解析 两滑块速度 v1 d t1 3.0010 2 0.32 m/s0.093 8 m/s, v2d t2 3.0010 2 0.21 m/s0.143 m/s, 烧断细线前 m1v1m2v20 烧断细线后 m1v1m2v2(0.1700.093 80.1100.143) kg m/s2.1610 4 kg m/s, 在实验误
5、差允许的误差范围内, m1v1m2v2m1v1m2v2 答案 0.0938 0.143 0 2.1610 4 在实验误差允许的误差范围内, 两滑块质 量与各自速度的乘积之和为不变量 5.“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 2 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 2 解析 由题图可知碰撞前入射小球 m1的速度大小 v10.2 0.2 m/s1 m/s, 故碰撞前 m1v10.0151 kg m
6、/s0.015 kg m/s。 碰撞后入射小球 m1的速度大小 v10.30.2 0.40.2 m/s0.5 m/s, 被碰小球 m2的速度大小 v20.350.2 0.40.2 m/s0.75 m/s, 故 m1v10.0150.5 kg m/s0.007 5 kg m/s, m2v20.010.75 kg m/s0.007 5 kg m/s, 可知 m1v1m1v1m2v2, 即碰撞中 mv 的矢量和是守恒量。 答案 0.015 kg m/s 0.007 5 kg m/s 0.007 5 kg m/s 碰撞中 mv 的矢量和是守恒量 6.(2019 莆田高二检测)如图 3 所示为“探究碰撞
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