1、第十六章动量守恒定律课前预习作业课堂检测作业课时1实验：探究碰撞中的不变量课后巩固作业基础训练课前预习作业一、选择题1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C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2(多选)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BCD解析：
2、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3(多选)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AB解析：选项A中，导轨不水平，小车速度将受重力的影响，从而导致实验误差；选项B中，挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，使计算速度出现误差4(多选)对于实验最终的结论m1v1m2
3、v2m1v1m2v2，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AD解析：这个实验是在一维碰撞情况下设计的实验；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，应考虑方向二、非选择题5用如图所示装置探究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为9.0 mm，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为0.040 s，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为0.0
4、60 s，左侧滑块质量为100 g，左侧滑块的m1v1 gm/s，右侧滑块质量为150 g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1m2v2gm/s.22.50解析：左侧滑块的速度为：v1d1t19.01030.040 m/s0.225 m/s则左侧滑块的m1v1100 g0.225 m/s22.5 gm/s右侧滑块的速度为：v2d2t29.01030.060 m/s0.15 m/s则右侧滑块的m2v2150 g(0.15 m/s)22.5 gm/s因m1v1与m2v2等大、反向，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1m2v20.6气垫导轨上有A、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被
5、压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接(如图甲所示)，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它们运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz，由图可知：(1)A、B离开弹簧后，应该做运动，已知滑块A、B的质量分别为400 g、600 g，根据照片记录的信息，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符的地方是(2)若不计此失误，分开后，A的动量大小为 kgm/s，B的动量的大小为 kgm/s，总动量为 kgm/s，本实验能得到两滑块组成的系统动量守恒这一结论的依据是匀速运动滑块应该有加速过程，然后再匀速运动0.0360.0360A、B的动量始终大小相等方向相反解析：(1)A、B离开弹簧后，应该做匀速直
6、线运动；烧断细线后，在弹簧恢复原长的过程中，应先做加速运动，当弹簧恢复原长后，滑块做匀速直线运动，由图中闪光照片可知，滑块直接做匀速直线运动，没有加速过程，与事实不符(2)频闪照相的时间间隔t1f110 Hz0.1 s，滑块A的速度vAxAt 0.0090.1 0.09 m/s，滑块B的速度vBxBt 0.0060.1 0.06 m/s，A的动量pAmAvA0.400 kg0.09 m/s0.036 kgm/s，pBmBvB0.600 kg0.06 m/s0.036 kgm/s，由此可见A、B的动量大小相等、方向相反，它们的总动量为零，与释放前的动量相等，因此系统动量守恒基础训练课堂检测作业一
7、、选择题1在利用平抛运动做“探究碰撞中的不变量”实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端的切线保持水平，这样做的目的是()A入射球得到较大的速度B入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向C入射球与被碰球碰撞时动能无损失D入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出B解析：实验中小球能水平飞出是实验成功的关键，只有这样才能使两个小球在空中运动时间相等二、非选择题2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d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
8、通过光电门的时间分别为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 kgm/s，烧断细线后m1v1m2v2 kgm/s.可得到的结论是(取向左为速度的正方向)0.0940.14302.5104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解析：两滑块速度v1 dt13.001020.32 m/s0.094 m/s，v2dt23.001020.21 m/s0.143 m/s，烧断细线前m1v1m2v20烧断细线后m1v1m2v2(0.1700.0940.1100.143)kgm/s2.510
9、4 kgm/s，在实验误差允许的误差范围内，m1v1m2v2m1v1m2v23.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，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察两物体的运动情况，进行必要的测量，探究物体间相互作用时的不变量(1)该同学还必须有的器材是；刻度尺、天平(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.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x1、x2m1x1m2x2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平抛运动的时间t相等所需验证的表达式为m1v1m2v2
10、，等式两侧都乘以时间t，有m1v1tm2v2t，即m1x1m2x2.4气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量，如图所示，实验步骤如下：a用天平分别测出滑块A，B的质量mA，mBb调整气垫导轨，使导轨处于水平c在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上d用刻度尺测出滑块A的左端至挡板C的距离L1e按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A，B运动时间的计时器开始工作当A，B滑块分别碰撞C，D挡板时停止计时，记下滑块A
11、，B分别到达挡板C，D的运动时间t1和t2(1)实验中还应测量的物理量是.(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式mAL1t1 mBL2t2 成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的和上式中算得的A，B两滑块的mv大小不相等，产生误差的原因是B的右端至挡板D的距离L2测量距离、测量时间、测量质量不准确，阻力、气垫导轨不水平等造成误差解析：(1)本实验要测量滑块B的速度，由公式v Lt 可知，应测出滑块B的位移和发生该位移所用的时间，而滑块B到达D端所用时间t2已知，故还需测出B的右端至挡板D的距离L2.(2)碰前两物体均静止，即mAvAmBvB0则0mAL1t1 mBL2t2，即mAL1t1 mB
12、L2t2.产生误差的原因有：测量距离、测量时间、测量质量不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差5用天平、气垫导轨(带光电计时器和两个滑块)探究物体间发生相互作用时的不变量，本实验可用自动照相机代替打点计时器(闪光频率为10 Hz)，步骤方法如下：(1)用天平称出两滑块的质量mA0.10 kg，mB0.20 kg，放在水平的气垫导轨上(导轨上标尺的最小分度为1 cm，滑块可看作质点)；(2)碰撞前后连续三次闪光拍照得图中a、b、c所示的照片请你根据图示数据探究物体间发生相互作用时的不变量答案：mAvAmBvBmAvAmBvB，即碰撞前后mv之和保持不变解析：由题图a、b可确定A的速度为vA7.01.01020.1 m/s0.6 m/s则mAvA0.100.6 kgm/s0.060 kgm/s从题图b、c看出滑块A与B靠近到发生碰撞需t21.51020.6 s2.5102 s所以A与B碰后回到7.0 cm位置，历时(0.12.5102)s7.5102 s因此，求出vA7.08.51027.5102 m/s0.2 m/svB11.58.51027.5102 m/s0.4 m/s所以碰撞后：mAvAmBvB0.060 kgm/s由以上计算可得：mAvAmBvBmAvAmBvB.谢谢观赏！Thanks!
