2019-2020年高三物理一輪復習 第11章 第4講 實驗十四：探究碰撞中的不變量練習（選修3-5）(I).doc

2019-2020年高三物理一輪復習 第11章 第4講 實驗十四：探究碰撞中的不變量練習（選修3-5）(I)1.xx課標,35(2),10分現(xiàn)利用圖(a)所示的裝置驗證動量守恒定律。在圖(a)中,氣墊導軌上有A、B兩個滑塊,滑塊A右側帶有一彈簧片,左側與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連;滑塊B左側也帶有一彈簧片,上面固定一遮光片,光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間。圖(a)實驗測得滑塊A的質(zhì)量m1=0.310 kg,滑塊B的質(zhì)量m2=0.108 kg,遮光片的寬度d=1.00 cm;打點計時器所用交流電的頻率f=50.0 Hz。將光電門固定在滑塊B的右側,啟動打點計時器,給滑塊A一向右的初速度,使它與B相碰。碰后光電計時器顯示的時間為tB=3.500 ms,碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示。圖(b)若實驗允許的相對誤差絕對值(100%)最大為5%,本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律?寫出運算過程。1.答案見解析解析按定義,滑塊運動的瞬時速度大小v為v=式中s為滑塊在很短時間t內(nèi)經(jīng)過的路程。設紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為tA,則tA=0.02 stA可視為很短。設A在碰撞前、后瞬時速度大小分別為v0、v1。將式和圖給實驗數(shù)據(jù)代入式得v0=2.00 m/sv1=0.970 m/s設B在碰撞后的速度大小為v2,由式有v2=代入題給實驗數(shù)據(jù)得v2=2.86 m/s設兩滑塊在碰撞前、后的總動量分別為p和p,則p=m1v0p=m1v1+m2v2兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為p=100%聯(lián)立式并代入有關數(shù)據(jù),得p=1.7%<5%因此,本實驗在允許的誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律。