第1章 微型專題 實驗:探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律_第1頁
第1章 微型專題 實驗:探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律_第2頁
第1章 微型專題 實驗:探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律_第3頁
第1章 微型專題 實驗:探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律_第4頁
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文檔簡介

1、.微型專題實驗:探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律1. 多項選擇用如圖1所示的裝置探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律,必須注意的事項是圖1AA到達(dá)最低點時,兩球的球心連線可以不程度B實驗時,拉起A球,應(yīng)由靜止釋放,以便較準(zhǔn)確地計算小球碰撞前的速度C屢次測量減小誤差時,A球必須從同一高度由靜止擺下DA、B兩小球碰撞后可以粘合在一起共同運動答案BCD解析要保證一維對心碰撞,必須保證碰撞時球心在同一高度,A項錯誤;為了較準(zhǔn)確地利用機械能守恒定律計算小球碰撞前的速度,小球釋放時速度必須為零,B項正確;實驗要求屢次測量求平均值,必須保證過程的重復(fù)性,A球必須從同一高度由靜止擺下,C項正確;兩球正碰后,有多種運動情況

2、,所以D正確2多項選擇對于實驗最終的結(jié)論m1v1m2v2m1v1m2v2,以下說法正確的選項是A僅限于一維碰撞B任何情況下m1v12m2v22m1v12m2v22都一定成立C式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小D式中的不變量是m1和m2組成的系統(tǒng)的總動量答案AD解析這個實驗是在一維碰撞情況下設(shè)計的實驗;系統(tǒng)的總動量在碰撞前后保持不變是實驗的結(jié)論,其他探究的結(jié)論情況不成立,而速度是矢量,應(yīng)考慮方向,應(yīng)選項A、D正確3在利用斜槽軌道探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律的實驗中,一般采用如圖2甲、乙所示的兩種裝置:圖21實驗必需要求的條件是_A斜槽軌道必須是光滑的B斜槽軌道末端的切線是程度的C入射球每

3、次都要從同一高度由靜止?jié)L下D碰撞的瞬間,入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行2假設(shè)入射小球質(zhì)量為m1,半徑為r1;被碰小球質(zhì)量為m2,半徑為r2,那么_Am1>m2,r1>r2 Bm1>m2,r1<r2Cm1>m2,r1r2 Dm1<m2,r1r23假設(shè)采用圖乙所示裝置進展實驗,以下所提供的測量工具中必需的是_A直尺 B游標(biāo)卡尺C天平 D彈簧測力計E秒表4設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1,被碰小球的質(zhì)量為m2,那么在用圖甲所示裝置進展實驗時P為未與被碰小球碰撞時入射小球落點的平均位置,所得“驗證動量守恒定律的結(jié)論為_用裝置圖中的字母表示答案1BCD2C3AC4

4、m1OPm1OMm2ON解析1做本實驗時,應(yīng)注意每次實驗時入射小球與被碰小球碰前速度一樣,且方向程度,故B、C、D三項正確至于斜槽是否光滑無需考慮,A項錯誤2為防止反彈造成入射球返回斜槽,要求入射球質(zhì)量大于被碰球質(zhì)量,即m1>m2,為使入射球與被碰球發(fā)生對心碰撞,要求兩小球半徑一樣,應(yīng)選項C正確3設(shè)入射小球碰前的速度為v1,入射小球、被碰小球相碰后的速度分別為v1、v2.由于兩球都從同一高度做平拋運動,當(dāng)以運動時間為一個計時單位時,可以用它們平拋的程度位移表示碰撞前后的速度因此,驗證的動量守恒關(guān)系m1v1m1v1m2v2可表示為m1s1m1s1m2s2.所以需要直尺、天平,而無需彈簧測力

5、計、秒表由于題中兩個小球都可認(rèn)為是從槽口開場做平拋運動的,兩球的半徑不必測量,故無需游標(biāo)卡尺4得出驗證動量守恒定律的結(jié)論應(yīng)為m1OPm1OMm2ON.4氣墊導(dǎo)軌工作時,可忽略滑塊與導(dǎo)軌外表間的阻力影響,現(xiàn)借助其探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律,在程度氣墊導(dǎo)軌上放置質(zhì)量均為m的A、B圖中未標(biāo)出兩滑塊,左側(cè)滑塊的左端、右側(cè)滑塊的右端分別與一條穿過打點計時器的紙帶相連,打點計時器電源的頻率為f.氣墊導(dǎo)軌正常工作后,接通兩個打點計時器的電源,待打點穩(wěn)定后讓兩滑塊以大小不同的速度相向運動,兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動如圖3所示的甲和乙為某次實驗打出的、分別與兩個滑塊相連的兩條紙帶,在紙帶上以同間距的6個連續(xù)

6、打點為一段劃分紙帶,用刻度尺分別測出其長度為s1、s2和s3.圖31判斷氣墊導(dǎo)軌是否處于程度,以下措施可行的是_填字母代號A將某個滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上,看滑塊是否靜止B讓兩個滑塊相向運動,看是否在軌道的中點位置碰撞C給某個滑塊一個初速度,看滑塊是否做勻速直線運動D測量氣墊導(dǎo)軌的兩個支架是否一樣高2假設(shè)碰前滑塊A的速度大于滑塊B的速度,那么滑塊_選填“A或“B是與紙帶甲的_選填“左或“右端相連3碰撞前A、B兩滑塊的動量大小分別為_、_,實驗需要驗證是否成立的表達(dá)式為_用題目所給的量表示答案1AC2A左30.2mfs10.2mfs30.2mfs1s30.4mfs2解析1判斷氣墊導(dǎo)體是否處于程度的措

7、施是:將某個滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上,看滑塊是否靜止;或者給某個滑塊一個初速度,看滑塊是否做勻速直線運動,故A、C正確,B、D錯誤2因碰前A的速度大于B的速度,且碰后速度一樣,A、B的速度相反,故根據(jù)動量守恒定律可知,甲中s1和s3是兩滑塊相碰前打出的紙帶,s2是相碰后打出的紙帶,所以滑塊A應(yīng)與甲紙帶的左側(cè)相連3碰撞前兩滑塊的速度分別為:v10.2s1fv20.2s3f碰撞后兩滑塊的共同速度:v0.2s2f所以碰前兩滑塊動量分別為:p1mv10.2mfs1,p2mv20.2mfs3,總動量為:pp1p20.2mfs1s3;碰后總動量為:p2mv0.4mfs2.要驗證動量守恒定律,那么要驗證:02m

8、fs1s30.4mfs2.5有甲、乙兩輛小車,質(zhì)量分別為m1302 g、m2202 g,甲小車拖有紙帶,通過打點計時器記錄它的運動情況,乙小車靜止在程度桌面上,甲小車以一定的速度向乙小車運動,與乙小車發(fā)生碰撞后兩車粘合在一起共同運動這個過程中打點計時器在紙帶上記錄的點跡如圖4所示,在圖上還標(biāo)出了用刻度尺量出的各點的數(shù)據(jù),打點計時器的打點頻率為50 Hz.圖41從紙帶上的數(shù)據(jù)可以得出:兩車碰撞過程經(jīng)歷的時間大約為_ s;結(jié)果保存兩位有效數(shù)字2碰前甲車的動量大小為_ kg·m/s,碰后兩車的總動量為_ kg·m/s;結(jié)果保存三位有效數(shù)字3從上述實驗中能得出什么結(jié)論?_.答案10

9、.1020.2020.2033在誤差允許范圍內(nèi),碰撞前、后兩車的總動量保持不變解析此題通過分析紙帶來確定甲車速度的變化從紙帶上0點開場每0.02 s內(nèi)甲車位移分別為13.2 mm、13.5 mm、13.5 mm、12.6 mm、11.7 mm、10.8 mm、9.9 mm、9 mm、8.1 mm、8 mm、8 mm.1從以上數(shù)據(jù)可知從第3點到第8點是碰撞過程,那么t5×0.02 s0.10 s.2碰撞前甲車的速度v1×103 m/s0.670 m/s,碰撞前甲車的動量p1m1v10.302 kg×0.670 m/s0.202 kg·m/s;碰撞后兩車的速

10、度v2v1v×103 m/s0.402 m/s,碰撞后兩車的總動量pm1m2v0.3020.202×0.402 kg·m/s0.203 kg·m/s.3在誤差允許范圍內(nèi),碰撞前、后兩車的總動量保持不變6如圖5所示,在實驗室用兩端帶豎直擋板C、D的氣墊導(dǎo)軌和帶固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A、B,做探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律實驗:圖51把兩滑塊A和B緊貼在一起,在A上放一質(zhì)量為m的砝碼,置于導(dǎo)軌上,用電動卡銷卡住A和B,在A和B的固定擋板間放一彈簧,使彈簧處于程度方向上的壓縮狀態(tài)2按下電鈕使電動卡銷放開,同時啟動兩個記錄兩滑塊運動時間的電子計時器,當(dāng)A和B與

11、擋板C和D碰撞同時,電子計時器自動停表,記下A運動至C的時間t1,B運動至D的時間t2.3重復(fù)幾次取t1、t2的平均值請答復(fù)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作用前A、B兩滑塊的總動量為_,作用后A、B兩滑塊的總動量為_用測量的物理量符號和的物理量符號表示答案1用程度儀測量并調(diào)試使得氣墊導(dǎo)軌程度2A至C的間隔 L1、B至D的間隔 L230MmM或MMm解析1為了保證滑塊A、B作用后做勻速直線運動,必須使氣墊導(dǎo)軌程度,需要用程度儀加以調(diào)試2要求出A、B兩滑塊在電動卡銷放開后的速度,需測出A至C的時間t1和B至D的時間t2,并且要測量出兩滑塊到兩擋板的運動間隔 L1

12、和L2,再由公式v求出其速度3設(shè)向左為正方向,根據(jù)所測數(shù)據(jù)求得兩滑塊的速度分別為vA,vB.作用前兩滑塊靜止,v0,動量之和為0;作用后兩滑塊的動量之和為MmM.假設(shè)設(shè)向右為正方向,同理可得作用后兩滑塊的總動量之和為MMm.7某班物理興趣小組選用如圖6所示的裝置來“探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律將一段不可伸長的輕質(zhì)小繩一端與力傳感器可以實時記錄繩所受的拉力相連固定在O點,另一端連接小鋼球A,把小鋼球拉至M處可使繩程度拉緊在小鋼球最低點N右側(cè)放置一程度氣墊導(dǎo)軌,氣墊導(dǎo)軌上放有小滑塊BB上安裝寬度較小且質(zhì)量不計的遮光板、光電門已連接數(shù)字毫秒計當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.圖6某同學(xué)按上圖所示安裝氣墊導(dǎo)軌、滑塊B調(diào)整滑塊B的位置使小鋼球自由下垂靜止在N點時與滑塊B接觸而無壓力和光電門,調(diào)整好氣墊導(dǎo)軌高度,確保小鋼球A通過最低點時恰好與滑塊B發(fā)生正碰讓小鋼球A從某位置靜止釋放,擺到最低點N與滑塊B碰撞,碰撞后小鋼球A立即反向,碰撞時間極短1為了完成實驗,除了毫秒計讀數(shù)t、碰撞前瞬間繩的拉力F1、碰撞完畢瞬間繩的拉力F2、滑塊B的質(zhì)量mB和遮光板寬度d外

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