2019秋 金版學(xué)案 物理·選修3-5（粵教版）練習(xí)：第一章實(shí)驗(yàn)　驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 含解析.doc

教學(xué)資料范本2019秋 金版學(xué)案 物理選修3-5（粵教版）練習(xí)：第一章實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 含解析編 輯：_時(shí) 間：_實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，一般采用如圖甲、乙所示的兩種裝置：(1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則 ()Am1m2，r1r2Bm1m2，r1m2，r1r2 Dm1m2，為使入射球與被碰球發(fā)生對(duì)心碰撞，要求兩小球半徑相同，故選項(xiàng)C正確(2)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(yùn)動(dòng)，當(dāng)以運(yùn)動(dòng)時(shí)間為一個(gè)計(jì)時(shí)單位時(shí)可以用它們平拋的水平位移表示碰撞前后的速度因此，驗(yàn)證的動(dòng)量守恒關(guān)系m1v1m1v1m2v2可表示為m1x1m1x1m2x2.所以需要直尺、天平，而無(wú)須彈簧測(cè)力計(jì)、秒表由于題中兩個(gè)小球都可認(rèn)為是從槽口開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)的，兩球的半徑不必測(cè)量，故無(wú)須游標(biāo)卡尺(3)得出驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的結(jié)論應(yīng)為m1OPm1OMm2ON.答案：(1)C(2)AC(3)m1OPm1OMm2ON2某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架、光電門(mén)等組成(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；接通光電計(jì)時(shí)器；把滑塊2靜止放在氣墊導(dǎo)軌的中間；滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；釋放滑塊1，滑塊1通過(guò)光電門(mén)1后與左側(cè)裝有同定彈簧的滑塊2碰撞，碰后滑塊2和滑塊1依次通過(guò)光電門(mén)2，兩滑塊通過(guò)光電門(mén)2后依次被制動(dòng)；讀出滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的擋光時(shí)間分別為：滑塊1通過(guò)光電門(mén)1的擋光時(shí)間t110.01 ms，通過(guò)光電門(mén)2的擋光時(shí)間t249.99 ms，滑塊2通過(guò)光電門(mén)2的擋光時(shí)間t38.35 ms；測(cè)出擋光片的寬度d5 mm，測(cè)得滑塊1的質(zhì)量為m1300 g，滑塊2(包括彈簧)的質(zhì)量為m2200 g.(2)數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)中氣墊導(dǎo)軌的作用是：A_；B_.碰撞前滑塊1的速度v1為_(kāi)m/s；碰撞后滑塊1的速度v2為_(kāi)m/s；滑塊2的速度v3為_(kāi)m/s；(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)在誤差允許的范圍內(nèi)，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們可以探究出哪些物理量是不變的？通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析說(shuō)明理由(回答兩個(gè)不變量)a_；b_.解析：(2)A.大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差B保證兩個(gè)滑塊的碰撞是一維的滑塊1碰撞之前的速度v1 m/s0.50 m/s；滑塊1碰撞之后的速度v2 m/s 0.10 m/s；滑塊2碰撞之后的速度為v3 m/s0.60 m/s.a.系統(tǒng)碰撞前后總動(dòng)量不變?cè)颍合到y(tǒng)碰撞之前m1v10.15 kgm/s，系統(tǒng)碰撞之后m1v2m2v30.15 kgm/s.b系統(tǒng)碰撞前后總動(dòng)能不變?cè)颍合到y(tǒng)碰撞之前的總動(dòng)能Ek1m1v0.037 5 J，系統(tǒng)碰撞之后的總動(dòng)能Ek2m1vm2v0.037 5 J.答案：見(jiàn)解析3某同學(xué)用如圖(a)所示的裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)探究碰撞中的守恒量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作10次，圖(a)中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，B球落點(diǎn)痕跡如圖(b)，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊圖(a)圖(b)(1)除了圖中器材外，實(shí)驗(yàn)室還備有下列器材，完成本實(shí)驗(yàn)還需要用到的器材有_(填選項(xiàng)號(hào))A秒表B天平C毫米刻度尺D打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(及電源和紙帶)E圓規(guī)F彈簧測(cè)力計(jì)G游標(biāo)卡尺(2)從圖(b)可以測(cè)出碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_(kāi)cm.(3)在以下選項(xiàng)中，_是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量(填選項(xiàng)號(hào))A水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離BA球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C測(cè)量A球或B球的直徑D測(cè)量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)E測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度解析：(1)利用天平測(cè)量小球質(zhì)量，利用刻度尺測(cè)量落點(diǎn)距離，利用圓規(guī)找到圓心(2)距離為O點(diǎn)到落點(diǎn)圓心間的距離(3)ABD答案：(1)BCE(2)64.7(填64.2 cm65.2 cm之間均可)(3)ABD4用圖示實(shí)驗(yàn)裝置探究“碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)，除了圖示裝置中的實(shí)驗(yàn)儀器外，下列儀器中還需要的是()A秒表 B天平C刻度尺 D直流電源E交流電源若實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶如圖所示，已知A、B車(chē)的質(zhì)量分別為mA、mB，則該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式是_(用圖中物理量和已給出的已知量表示)解析：該實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量，故需要天平；需要測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距，故需要刻度尺；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有計(jì)時(shí)功能，無(wú)需秒表；而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電源是交流電源，無(wú)需直流電源，故選BCE；小車(chē)A碰前做勻速運(yùn)動(dòng)，打在紙帶上的點(diǎn)間距是均勻的，故求碰前小車(chē)A的速度應(yīng)選BC段，碰后兩車(chē)一起做勻速運(yùn)動(dòng)，打出的點(diǎn)也是間距均勻的，故選DE段來(lái)計(jì)算碰后速度，在誤差允許的范圍內(nèi)，需要驗(yàn)證的表達(dá)式是mAvAvAB，即mAxBCxDE.答案：BCEmAxBCxDE5某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)在足夠大的水平平臺(tái)上的A點(diǎn)放置一個(gè)光電門(mén)，水平平臺(tái)上A點(diǎn)右側(cè)摩擦很小，可忽略不計(jì)，左側(cè)為粗糙水平面采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A在小滑塊a上固定一個(gè)寬度為d的窄擋光片；B用天平分別測(cè)出小滑塊a(含擋光片)和小球b的質(zhì)量ma、mb；C在a和b間用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的水平輕短彈簧，靜止放置在平臺(tái)上；D細(xì)線燒斷后，a、b瞬間被彈開(kāi)，向相反方向運(yùn)動(dòng)；E記錄滑塊a通過(guò)光電門(mén)時(shí)擋光片的遮光時(shí)間t；F小球b從平臺(tái)邊緣飛出后，落在水平地面的B點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出平臺(tái)距水平地面的高度h及平臺(tái)邊緣鉛垂線與B點(diǎn)之間的水平距離sb；G改變彈簧壓縮量，進(jìn)行多次測(cè)量(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量遮光條的寬度，如圖乙所示，則遮光條的寬度為_(kāi)mm.(2)該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，則只需驗(yàn)證兩物體a、b彈開(kāi)后的動(dòng)量大小相等，即_(用上述實(shí)驗(yàn)所涉及物理量的字母表示，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間)解析：(1)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為2.5 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.015.0 mm0.050 mm，所以最終讀數(shù)為：2.5 mm0.050 mm2.550 mm.(2)燒斷細(xì)線后，a向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)光電門(mén)，根