2019秋 金版学案 物理·选修3-5(粤教版)练习:第一章实验 验证动量守恒定律 Word版含解析.pdf
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1、实验 验证动量守恒定律实验 验证动量守恒定律 1在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示 的两种装置: 在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示 的两种装置: (1)若入射小球质量为若入射小球质量为 m1,半径为,半径为 r1;被碰小球质量为;被碰小球质量为 m2,半径 为 ,半径 为 r2,则,则 ( ) Am1m2,r1r2 Bm1m2,r1m2,r1r2 Dm1m2,为使入射球与被碰球发生对心碰撞,要求两 小球半径相同,故选项 ,为使入射球与被碰球发生对心碰撞,要求两 小球半径相同,故选项 C 正确正确 (2)设入射小球碰前的速度为设入射小球碰前的速度为 v1
2、,入射小球、被碰小球相碰后的速 度分别为 ,入射小球、被碰小球相碰后的速 度分别为 v1、v2.由于两球都从同一高度做平抛运动,当以运动时间 为一个计时单位时可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速 度因此,验证的动量守恒关系 由于两球都从同一高度做平抛运动,当以运动时间 为一个计时单位时可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速 度因此,验证的动量守恒关系 m1v1m1v1m2v2可表示为可表示为 m1x1 m1x1m2x2.所以需要直尺、天平,而无须弹簧测力计、秒表由于题 中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的,两球的半径不必测 量,故无须游标卡尺 所以需要直尺、天平,而无须弹簧测力计、
3、秒表由于题 中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的,两球的半径不必测 量,故无须游标卡尺 (3)得出验证动量守恒定律的结论应为得出验证动量守恒定律的结论应为 m1OPm1OMm2ON. 答案:答案:(1)C (2)AC (3)m1OPm1OMm2ON 2某同学利用气垫导轨做“验证碰撞中的动量守恒”的实验,气 垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、 光电门等组成 某同学利用气垫导轨做“验证碰撞中的动量守恒”的实验,气 垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、 光电门等组成 (1)下面是实验的主要步骤:下面是实验的主要步骤: 安装好气垫导轨,调节气垫导
4、轨的调节旋钮,使导轨水平;安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平; 向气垫导轨通入压缩空气;向气垫导轨通入压缩空气; 接通光电计时器;接通光电计时器; 把滑块把滑块 2 静止放在气垫导轨的中间;静止放在气垫导轨的中间; 滑块滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳; 释放滑块释放滑块1, 滑块, 滑块1通过光电门通过光电门1后与左侧装有同定弹簧的滑块后与左侧装有同定弹簧的滑块2 碰撞, 碰后滑块碰撞, 碰后滑块 2 和滑块和滑块 1 依次通过光电门依次通过光电门 2, 两滑块通过光电门, 两滑块通过光电门 2 后后 依次被制动;依次被制动; 读出滑块通过
5、两个光电门的挡光时间分别为:滑块读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为:滑块 1 通过光电 门 通过光电 门 1 的挡光时间的挡光时间 t110.01 ms,通过光电门,通过光电门 2 的挡光时间的挡光时间 t249.99 ms,滑块,滑块 2 通过光电门通过光电门 2 的挡光时间的挡光时间 t38.35 ms; 测出挡光片的宽度测出挡光片的宽度 d5 mm,测得滑块,测得滑块 1 的质量为的质量为 m1300 g, 滑块 , 滑块 2(包括弹簧包括弹簧)的质量为的质量为 m2200 g. (2)数据处理与实验结论:数据处理与实验结论: 实验中气垫导轨的作用是:实验中气垫导轨的作用是: A_;
6、 B_. 碰撞前滑块碰撞前滑块1的速度的速度v1为为_m/s; 碰撞后滑块; 碰撞后滑块1的速度的速度v2 为为_m/s;滑块;滑块 2 的速度的速度 v3为为_m/s;(结果均保留两位有 效数字 结果均保留两位有 效数字) 在误差允许的范围内,通过本实验,同学们可以探究出哪些物 理量是不变的?通过对实验数据的分析说明理由 在误差允许的范围内,通过本实验,同学们可以探究出哪些物 理量是不变的?通过对实验数据的分析说明理由(回答两个不变量回答两个不变量) a_; b_. 解析:解析:(2)A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差 B保证两个滑块
7、的碰撞是一维的保证两个滑块的碰撞是一维的 滑块滑块 1 碰撞之前的速度碰撞之前的速度 v1 m/s0.50 m/s ; d t1 5 10 3 10.01 10 3 滑块滑块 1 碰撞之后的速度碰撞之后的速度 v2 m/s 0.10 m/s; d t2 5 10 3 49.99 10 3 滑块滑块 2 碰撞之后的速度为碰撞之后的速度为 v3 m/s0.60 m/s. d t3 5 10 3 8.35 10 3 a.系统碰撞前后总动量不变系统碰撞前后总动量不变 原因:系统碰撞之前原因:系统碰撞之前 m1v10.15 kgm/s, 系统碰撞之后系统碰撞之后 m1v2m2v30.15 kgm/s.
8、b系统碰撞前后总动能不变系统碰撞前后总动能不变 原因:系统碰撞之前的总动能原因:系统碰撞之前的总动能 Ek1 m1v 0.037 5 J, 1 2 2 1 系统碰撞之后的总动能系统碰撞之后的总动能 Ek2 m1v m2v 0.037 5 J. 1 2 2 2 1 2 2 3 答案:答案:见解析见解析 3某同学用如图某同学用如图(a)所示的装置通过半径相同的所示的装置通过半径相同的 A、B 两球的碰撞 来探究碰撞中的守恒量, 图中 两球的碰撞 来探究碰撞中的守恒量, 图中 PQ 是斜槽,是斜槽, QR 为水平槽, 实验时先使为水平槽, 实验时先使 A 球从斜槽上某一固定位置球从斜槽上某一固定位置
9、 G 由静止开始滚下,落到位于水平地面的记 录纸上, 留下痕迹, 重复上述操作 由静止开始滚下,落到位于水平地面的记 录纸上, 留下痕迹, 重复上述操作 10 次, 得到次, 得到 10 个落点痕迹, 再把个落点痕迹, 再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让 A 球仍从位置球仍从位置 G 由静止开始滚 下,和 由静止开始滚 下,和 B 球碰撞后,球碰撞后,A、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重 复这种操作 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重 复这种操作 10 次,图次,图(a)中中 O 点是水平槽末端点是水平槽末端 R 在记录纸上的垂直投 影
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