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）.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）非選擇題(每題10分,共20分)1.(xx廣東珠海一中月考)某同學利用打點計時器和氣墊導軌做“驗證動量守恒定律”的實驗,氣墊導軌裝置如圖甲所示,所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導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)定地漂浮在導軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差。(1)下面是實驗的主要步驟:安裝好氣墊導軌,調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導軌水平;向氣墊導軌空腔內(nèi)通入壓縮空氣;把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過打點計時器(未畫出)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,紙帶始終在水平方向;使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩;把滑塊2放在氣墊導軌的中間;先,然后,讓滑塊帶動紙帶一起運動;取下紙帶,重復步驟,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kgm/s;兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為kgm/s(保留三位有效數(shù)字)。(3)試說明(2)中兩結果不完全相等的主要原因是:。 2.(xx浙江金華浦江月考,14)某同學設計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗:在小車A的前端粘有橡皮泥,推動小車A使之做勻速直線運動,然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速直線運動。他設計的裝置如圖甲所示。在小車A后連著紙帶,電磁打點計時器所用電源頻率為50 Hz,長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力。(1)若已測得打點紙帶如圖乙所示,并測得各計數(shù)點間距(已標在圖上)。A為運動的起點,則應選段來計算A碰前的速度。應選段來計算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。(2)已測得小車A的質(zhì)量m1=0.4 kg,小車B的質(zhì)量為m2=0.2 kg,則碰前兩小車的總動量為kgm/s,碰后兩小車的總動量為kgm/s。第4講實驗十四:探究碰撞中的不變量非選擇題1.答案(1)接通打點計時器的電源放開滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點計時器限位孔間有摩擦解析(1)實驗時應先接通打點計時器的電源,再放開滑塊。(2)作用前系統(tǒng)的總動量為滑塊1的動量p0=m1v0v0= m/s=2 m/s,p0=0.3102 kgm/s=0.620 kgm/s作用后系統(tǒng)的總動量為滑塊1和滑塊2的動量和,且此時兩滑塊具有相同的速度v,v= m/s=1.2 m/s,p=(m1+m2)v=(0.310+0.205)1.2 kgm/s=0.618 kgm/s(3)存在誤差的主要原因是紙帶與打點計時器限位孔間有摩擦。2.答案(1)BCDE(2)0.4200.417解析(1)從紙帶上打點的情況看,BC段既表示小車做勻速運動,又表示小車有較大速度,因此BC段能較準確地描述小車A在碰撞前的運動情況,應選用BC段計算小車A碰前的速度。從CD段打點的情況看,小車的運動情況還沒穩(wěn)定,而在DE段內(nèi)小車運動穩(wěn)定,故應選用DE段計算A和B碰后的共同速度。(2)小車A在碰撞前的速度v0= m/s=1.050 m/s小車B在碰撞前靜止,則碰撞前總動量p0=m1v0=0.41.050 kgm/s=0.420 kgm/s碰撞后A、B的共同速度v= m/s=0.695 m/s碰撞后A、B的總動量p=(m1+m2)v=(0.4+0.2)0.695 kgm/s=0.417 kgm/s