高三物理一輪復(fù)習(xí)實驗專題分類練習(xí)卷 探究碰撞中的守恒量實驗?zāi)K

1、探究碰撞中的守恒量實驗?zāi)K1某同學(xué)利用打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的守恒量”的實驗，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成在空腔導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差(1)下面是實驗的主要步驟：安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；向氣墊導(dǎo)軌空腔內(nèi)通入壓縮空氣；把打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水

2、平方向；使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；先_，然后_，讓滑塊帶動紙帶一起運(yùn)動；取下紙帶，重復(fù)步驟，選出理想的紙帶如圖乙所示；測得滑塊1的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.完善實驗步驟的內(nèi)容(2)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為_ kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為_ kg·m/s(保留三位有效數(shù)字)(3)由此可知碰撞中的守恒量是_【參考答案】(1)接通打點計時器的電源 放開滑塊1(2)0.6200.618(3) 兩滑塊組成的系統(tǒng)的總動量2（2019廣西五市考

3、前聯(lián)考）如圖所示，某同學(xué)制作了一個彈簧彈射裝置，輕彈簧兩端各放一個金屬小球（小球與彈簧不連接），壓縮彈簧并鎖定，該系統(tǒng)放在內(nèi)壁光滑的金屬管中（管徑略大于兩球直徑），金屬管水平固定在離地面一定高度處，解除彈簧鎖定，兩小球向相反方向彈射，射出管時均已脫離彈簧，現(xiàn)要測定彈射裝置鎖定時具有的彈性勢能，并探究彈射過程遵循的規(guī)律，實驗小組配有足夠的基本測量工具，重力加速度大小取g，按下述步驟進(jìn)行實驗：用天平測出小球P和Q的質(zhì)量分別為；用刻度尺測出管口離地面的高度h；解除鎖定記錄兩球在水平地面上的落點N、M；根據(jù)該同學(xué)的實驗，回答下列問題：（1）除上述測量外，要測定彈射裝置鎖定時具有的彈性勢能，還需要測量的

4、物理量是A彈簧的壓縮量BP、Q兩球落地點M、N到對應(yīng)管口的水平距離C金屬管的長度LD兩球從彈出到落地的時間（2）根據(jù)測量物理量可得彈性勢能的表達(dá)式_。（3）如果滿足關(guān)系式_，則說明彈射過程中輕彈簧和兩金屬球組成的系統(tǒng)動量守恒（用測得的物理量符號表示）。【參考答案】（1）B（2）（3）3.如圖甲所示,在水平光滑軌道上停著A、B兩輛實驗小車,A車上系有一穿過打點計時器的紙帶。當(dāng)A車獲得水平向右的速度時,隨即啟動打點計時器,A車運(yùn)動一段距離后,與靜止的B車發(fā)生正碰并連在一起運(yùn)動。紙帶記錄下碰撞前A車和碰撞后兩車的運(yùn)動情況,如圖乙所示。打點計時器電源頻率為50 Hz,則碰撞前A車速度大小為m/s,碰撞

5、后的共同速度大小為m/s。如果已知碰撞過程中mv是不變量,則可求得mAmB=。【參考答案】0.600.40214.用如圖所示裝置做“探究碰撞中的不變量”的實驗,質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點,質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為h的小支柱N上,O點到A球球心的距離為l,使懸線在A球釋放前伸直,且線與豎直線的夾角為,A球釋放后擺動到最低點時恰與B球正碰。碰撞后,A球把輕質(zhì)指示針OC推到與豎直線夾角處,B球落到地面上,地面上鋪一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D,保持角度不變,多次重復(fù)上述實驗,白紙上記錄到多個B球的落點。(1)圖中s應(yīng)是B球初始位置到的水平距離。(2)為了探究碰撞中的守恒量,應(yīng)測得等物理量。

6、(3)用測得的物理量表示:mAvA=;mAvA'=;mBvB'=?！緟⒖即鸢浮?1)落地點(2)mA、mB、h、l、s(3)mA mA mBs5.某同學(xué)用如圖所示的裝置探究碰撞中的不變量。先讓a球從斜槽軌道上某固定點由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù) 10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止,讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下,和b球相碰后兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次。(1)本實驗必須測量的物理量有以下的 A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H;B.小球a、b的質(zhì)量ma、mb;C.小球a、b的半徑r;D.小球a、b在離開斜槽軌道

7、末端后平拋飛行的時間;E.記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC;F.a球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h。(2)小球a、b的質(zhì)量應(yīng)該滿足關(guān)系 。 (3)放上被碰小球后兩小球下落時間 （填寫“相同”“a大于b”“a小于b”）。（4）放上被碰小球b后，這時小球a、b的落地點依次是圖中水平面上的點和點。(5)按照本實驗方法,探究守恒量的式子是 。【參考答案】(1)B、E (2)ma>mb (3)相同(4)AC(5)ma·OB=mb·OA+mb·OC6.某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器探究碰撞過程中不變量的實驗：在小車A的前端粘有橡

8、皮泥，推動小車A使之做勻速直線運(yùn)動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并黏合成一體，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動，他設(shè)計的具體裝置如圖1612所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50 Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力（1）若已得到打點紙帶如圖1613所示，并測得各計數(shù)點間距離標(biāo)在圖上，A為運(yùn)動起始的第一點，則應(yīng)選_段來計算A的碰前速度，應(yīng)選_段來計算A和B碰后的共同速度(填“AB”“BC”“CD”或“DE”)圖1613(2)已測得小車A的質(zhì)量mA0.40 kg，小車B的質(zhì)量mB0.20 kg，由以上測量結(jié)果可得，碰前：mAvAmBvB_ kg·m/s；碰后：mAvAmBvB_

9、kg·m/s.（3）通過計算得出的結(jié)論是 ?！緟⒖即鸢浮?1)BCDE(2)0.420.417(3)在誤差允許范圍內(nèi)，碰撞前后兩個小車的mv之和是相等的7.如圖所示，在實驗室用兩端帶豎直擋板C、D的氣墊導(dǎo)軌和有固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A、B做“探究碰撞中的不變量”的實驗：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，用電動卡銷卡住A和B，在與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)按下電鈕使電動卡銷放開，同時啟動兩個記錄兩滑塊運(yùn)動時間的電子計時器，當(dāng)A和B與擋板C和D碰撞時，電子計時器自動停表，記下A至C運(yùn)動時間t1、B至D運(yùn)動時間t2.重復(fù)幾次，

10、取t1、t2的平均值請回答以下幾個問題：(1)在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時應(yīng)注意_；(2)應(yīng)測量的數(shù)據(jù)還有_；(3)碰撞前A、B兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為_ _，碰撞后A、B兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為_【參考答案】(1)用水平儀調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使其水平(2)A至C的距離L1、B至D的距離L2(3)0(Mm)M8.在“探究碰撞中的不變量”的實驗中，下面是某實驗小組選用水平氣墊導(dǎo)軌，光電門的測量裝置來研究兩個滑塊碰撞過程中系統(tǒng)動量的變化情況。實驗裝置如圖所示。實驗過程：（1）調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，并使光電計時器系統(tǒng)正常工作。（2）在滑塊1上裝上擋光片并測出其長度L。（3）在滑塊2的碰撞端面粘上橡皮泥（或雙面膠紙）

11、。（4）用天平測出滑塊1和滑塊2的質(zhì)量m1和m2.（5）把滑塊1和滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌上，讓滑塊2處于靜止?fàn)顟B(tài)（v2=0），滑塊1以初速度v1與之碰撞（這時光電計時器系統(tǒng)自動記錄時間），碰撞后兩者粘在一起，分別記下滑塊1的擋光片碰撞前經(jīng)過光電門的時間t1和碰撞后經(jīng)過光電門的時間t2。（6）根據(jù)v=L/t計算滑塊1碰撞前經(jīng)過光電門的速度表達(dá)式為 ，碰撞后兩滑塊粘合在一起經(jīng)過光電門的速度表達(dá)式為 。計算出滑塊碰撞前后的動量，并比較兩滑塊碰撞前后的動量的矢量和。根據(jù)表格中實驗數(shù)據(jù)，完成表格內(nèi)容（表中計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）m1=0.324kg，m2=0.181kg，L=1.00×10-3m

12、次數(shù)滑塊1滑塊2碰撞前系統(tǒng)動量（kgm/s）碰撞后系統(tǒng)動量kgm/s碰撞前v1/（m/s）碰撞后v/（m/s）碰撞前v2/（m/s）碰撞后v/（m/s）m1v1m2v2（m1+ m2）v110.2900.18400.18420.4260.26900.269結(jié)論（7）若要證明上述碰撞是非彈性碰撞，那么還應(yīng)該滿足的表達(dá)式為 。（用上面所測物理量的符號即m1、m2、t1、t2、L表示。）【參考答案】（6） 完成表格內(nèi)容.次數(shù)滑塊1滑塊2碰撞前系統(tǒng)動量（kgm/s）碰撞后系統(tǒng)動量kgm/s碰撞前v1/（m/s）碰撞后v/（m/s）碰撞前v2/（m/s）碰撞后v/（m/s）m1v1m2v2（m1+ m2

13、）v10.2900.18400.1840.094000.092020.4260.26900.2690.13800.136結(jié)論在誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)碰撞前后動量的矢量和相等，即系統(tǒng)碰撞前后不變的量是系統(tǒng)的總動量。（7）m1 >（m1+ m2）9.某同學(xué)設(shè)計如圖甲所示的裝置，通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來探究碰撞過程中的不變量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)這種操作10次圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，B球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點與O點對齊(1)碰撞后B球的水平射程是_cm.(2)在以下四個選項中，本次實驗必須進(jìn)行的測量