高中物理选修3-5“同课异构”教学习题：第十六章训练1

PAGE1．用气垫导轨进行探究碰撞中的不变量的实验时，不需要测量的物理量是 ()A．滑块的质量 B．挡光时间C．挡光片的宽度 D．光电门的高度2．在课本参考案例二实验(如图1所示)中，下列说法正确的是 ()图1A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B．由静止释放小球，以便较准确地计算小球碰前的速度C．两小球必须都是钢性球，且质量相同D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动3．若用打点计时器做探究碰撞中的不变量的实验，下列操作正确的是 ()A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源4．对于实验最终的结论m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，下列说法正确的是 ()A．仅限于一维碰撞B．任何情况下m1veq\o\al(2,1)＋m2veq\o\al(2,2)＝m1v1′2＋m2v2′2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5．图2中，设挡光板宽度为3cm，左侧滑块碰后通过左侧光电计时装置时记录时间为3×10－1s，而右侧滑块通过右侧光电计时装置时记录时间为2×10－1s，则两滑块碰撞后的速度大小分别是____________、____________.图26．用如图3所示的装置做“探究碰撞过程中的不变量”的实验．图3(1)先测出滑块A、B的质量M、m及滑块与桌面的动摩擦因数μ，查出当地的重力加速度g；(2)用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧处于压缩状态，滑块B紧靠在桌边；(3)剪断细线，测出滑块B做平抛运动落地时的水平位移为x1，滑块A沿桌面滑行距离为x2.为探究碰撞过程中的不变量，写出还须测量的物理量及表示它的字母________，探究碰撞过程中的不变量的表达式是________．7．有甲、乙两辆小车，质量分别为m1＝302g，m2＝202g，甲小车拖有纸带，通过打点计时器记录它的运动情况，乙小车静止在水平桌面上，甲小车以一定的速度向乙小车运动，跟乙小车发生碰撞后与乙小车粘合在一起共同运动．这个过程中打点计时器在纸带上记录的点迹如图4所示，在图上还标出了用刻度尺量出的各点的数据，已知打点计时器的打点频率为50Hz.图4(1)从纸带上的数据可以得出：两车碰撞过程经历的时间大约为________s；(结果保留两位有效数字)(2)碰前甲车的质量与速度的乘积大小为______kg·m/s，碰后两车的质量与速度的乘积为________kg·m/s；(结果保留三位有效数字)(3)从上述实验中能得出什么结论？8．某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图5甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．图5(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2(所用滑块1、2如图丙所示)放在气垫导轨的中间；⑥先________，然后________，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图丁所示；⑧测得滑块1(包括撞针)的质量310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g；试着完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为________kg·m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为______kg·m/s(保留三位有效数字)．(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是__________________________．9．某同学运用以下实验器材，设计了一个碰撞实验来寻找碰撞前后的不变量：打点计时器、低压交流电源(频率为50Hz)、纸带、表面光滑的长木板、带撞针的小车A、带橡皮泥的小车B、天平．该同学经过以下几个步骤：A．用天平测出小车A的质量为mA＝0.4kg，小车B的质量为mB＝0.2kgB．更换纸带重复操作三次C．小车A靠近打点计时器放置，在车后固定纸带，把小车B放在长木板中间D．把长木板平放在桌面上，在一端固定打点计时器，连接电源E．接通电源，并给小车A一定的初速度vA(1)该同学正确的实验步骤为____________．(2)打点计时器打下的纸带中，比较理想的一条如图6所示，根据这些数据完成下表．图6碰撞前碰撞后A车B车AB整体质量速度eq\f(v,m)mvmv2(3)根据以上数据猜想碰撞前后不变量的表达式为____________．答案1．D2.ABD3.BC4.AD5．0.1m/s0.15m/s6．桌面离地面的高度hMeq\r(2μgx2)＝mx1eq\r(\f(g,2h))7．(1)0.10(2)0.2020.203(3)在误差范围内，两车的质量与速度的乘积保持不变，即m1v1＝(m1＋m2)v′8．(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦9．见解析解析(1)该同学正确的实验步骤为ADCEB.(2)碰撞前后均为匀速直线运动，由纸带上的点迹分布求出速度．碰后小车A、B合为一体，求出AB整体的共同速度．注意打点计时器的频率为50Hz，打点时间间隔为0.02s，通过计算得