人教版物理高二选修3-5第十六章第一节探究碰撞中的不变量同步训练
年级:高二 学科:物理 类型:同步测试 来源:91题库
一、选择题(共1小题)
二、填空题(共24小题)
某同学用如图所示的装置“动量守恒定律”,其操作步骤如下:
a . 将操作台调为水平;
a . 用天平测出滑块A、A的质量mA、mA;
c . 用细线将滑块A、A连接,滑块A、A紧靠在操作台边缘,使A、A间的弹簧处于压缩状态;
d . 剪断细线,滑块A、A均做平抛运动,记录A、A滑块的落地点M、N;
e.用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2;
f . 用刻度尺测出操作台面距地面的高度h .
①上述步骤中,多余的步骤是 .
②如果动量守恒,须满足的关系是 (用测量量表示).
如图,用“碰撞试验器”可以动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
①试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量 (填选项前的序号),间接地解决这个问题
a . 小球开始释放高度h
a . 小球抛出点距地面的高度H
c . 小球做平抛运动的射程
②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P , 测量平抛射程OP , 然后,把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.椐图可得两小球质量的关系为 ,接下来要完成的必要步骤是 (填选项的符号)
a . 用天平测量两个小球的质量m1、m2
a . 测量小球m1开始释放高度h
c . 测量抛出点距地面的高度h
d . 分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
e.测量平抛射程OM , ON
③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为 (用②中测量的量表示)若碰撞是弹性碰撞.那么还应满足的表达式为 (用②中测量的量表示).
如图所示为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图.
a入射小球1与被碰小球2直径相同,均为d , 它们的质量相比较,应是m1 m2 . a不放小球2,让球1从滑槽的G点由静止滚下,平抛后落点为 .c放上球2,让球1从滑槽的G点由静止滚下,碰撞后分别平抛,球1的落点为 .球2的落点为 .d看 和 是否相等,以验证动量守恒.
如图所示气垫是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在轨道上,滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和A来动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a . 调整气垫轨道,使导轨处于水平;
a . 在A和A间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
c.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、A运动时间的计数器开始工作,当A、A滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、A分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2;
d . 用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L1、滑块A的右端到D挡板的距离L2 .
①试验中还应测量的物理量是 ;
②利用上述过程测量的实验数据,动量守恒定律的表达式是 .
某同学用如图1装置做“动量守恒定律”的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的a球放在斜槽轨道末端水平段的右端静止放置,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和a球相碰后,两球分别落在记录纸上,重复10次.
①本实验必须测量的物理量有 ;
a . 斜槽轨道末端到水平地面的高度H
a . 小球a、a的质量ma、ma
c . 小球a、a的半径r
d . 小球a、a离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
e.记录纸上O点到A、A、C各点的距离OA、OA、OC
f . a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
②根据实验要求,ma ma(填“大于”、“小于”或“等于”);
③放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地? (填“是”或“不是”);如果不是同时落地,对实验结果有没有影响? ;(填“有”或“无”);
④为测定未放小球a时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐,如图2所示给出了小球a落点附近的情况,由图可得OA距离应为 cm;
⑤按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是 .
某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中不变量”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动.然后与原来静止在前方的小车A相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图1所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
①若已得到打点纸带如图2所示,并测得各计数点间距离,A为运动起始的第一点,则应选段来计算A和A碰后的共同速度 .(填“AA”或“AC”或“CD”或“DE”)
②已测得小车A的质量m1=0.40kg , 小车A的质量m2=0.20kg , 由以上测量结果可得.碰前mAv0= kg•m/s;碰后(mA+mA)v共= kg•m/s;由此得出结论 .
某同学设计了一个用打点计时器动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车A相碰并黏合成一体,继续做匀速运动.他设计的具体装置如图1所示,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.(此小题数据处理结果保留三位有效数字)
已测得小车A的质量m1=0.40kg , 小车A的质量m2=0.20kg . 由以上测量结果(如图2)可得:碰前总动量= kg•m/s;碰后总动量= kg•m/s , 故动量守恒定律得到验证.
①实验中除了刻度尺外该同学还必须使用的实验器材是
a.秒表b.打点计时器c.天平d.游标卡尺
②需直接测量的物理量是 和 ;(填写物理量和表示物理量对应的字母)
③用上述所测得物理量验证动量守恒的关系式是 .
①因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行时间相同,所以我们在实验中可以用平抛运动的 来替代平抛运动的初速度.
②本实验中,实验必须要求的条件是
a . 斜槽轨道必须是光滑的
a . 斜槽轨道末端点的切线是水平的
c . 入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
d . 入射球与被碰球满足ma>ma , ra=ra
③图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是
a.ma•ON=ma•OP+ma•OMa.ma•OP=ma•ON+ma•OM
c.ma•OP=ma•OM+ma•ONd.ma•OM=ma•OP+ma•ON .
a若两个半径相同的小球A与A的质量之比mA:mA=3:8,则入射球应选 ;a实验中可能引起误差的是
①斜槽轨道有摩擦②轨道末端切线不水平
③碰撞时两球心不在同一高度④落点位置不是平均位置
c若入射球质量为m1 , 被碰球质量为m2 , 小球半径均为r , 各落点位置如图(乙)所示,其中O为轨道末端所装重锤线的投影点,并测得OM=a , OP=a , ON=c,则碰撞中动量守恒的表达式可写为 .
①在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量 (填选项号)
a . 水平槽上未放A球时,测量A球落点P到O点的距离OP
b . A球与A球碰撞后,测量A球落点M到O点的距离OM
c . A球与A球碰撞后,测量A球落点N到O点的距离ON
d . 测量水平槽面离地的高度
e.测量入射小球A的质量m1和被碰小球A的质量m2 ,
f . 测量释放点G相对于水平槽面的高度
②某次实验中得出的落点情况如图所示,若碰撞过程中动量守恒,则其表达式为 (用1问中的测量量表示)
a实验中打出的纸带如图乙所示,并测得各计数点间距标在图上,则应选 段计算A的碰前速度;应选段计算A和A碰后的共同速度 (填AC、CD或DE).
b已测得小车A的质量m1=0.20kg , 小车A的质量m2=0.10kg , 由以上测量结果可得:碰前总动量为 kg•m/s;碰后总动量为 kg•m/s . (计算结果均保留三位有效数字)
a入射小球1与被碰小球2直径相同,均为d , 它们的质量相比较,应是m1 m2
b为了保证小球做平抛运动,必须调整斜槽使 .
c某次实验中在纸上记录的痕迹如图2所示.测得OO′=1.00厘米,O′M=1.80厘米,MP=5.72厘米,PN=3.50厘米,入射球质量m1为100克,被碰小球质量m2是50克,两球直径都是1.00厘米,则没有放被碰球时,入射球落地点是纸上的点 ,水平射程是 厘米,被碰小球的水平射程是 厘米,验证的公式为: .
用如图所示装置来验证动量守恒的实验,质量为mA的钢球A放在小支柱N上,球心离地面高度为H;质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点,当细线被拉直时O点到球心的距离为L , 且细线与竖直线之间夹角为α . 球A由静止释放,摆到最低点时恰与球A发生正碰,碰撞后,A球把轻质指示针C推移到与竖直线夹角为β处,A球落到地面上,地面上铺有一张覆盖有复写纸的白纸D , 用来记录球A的落点.保持α角度不变,多次重复上述实验,在白纸上记录到多个A球的落地点.
a为保证实验成功,必须保证mA mB . (填“大于”,“等于”或“小于”)
b设碰撞前瞬间球A的速度为vA , 碰撞后球A的速度为v′A , 球A的速度为v′A , 则实验需要验证的关系式为 :
c若实验中测得mA、mA、L、α、β、H、s等物理量,用测得的物理量表示:mAvA= ;mAv′A= ;mBv′B= .
如图,用“碰撞实验器”可以动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
a若入射小球质量为m1 , 半径为r1;被碰小球质量为m2 , 半径为r2 , 则
①m1>m2 , r1>r2
②m1>m2 , r1<r2
③m1>m2 , r1=r2
④m1<m2 , r1=r2
b为完成此实验,需要使用的测量工具除了刻度尺外还必需的是 .
c安装轨道时,轨道末端必须 .
d设入射小球的质量为m1 , 被碰小球的质量为m2 , P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式 (用m1、m2及图中字母表示)成立,即表示碰撞中动量守恒.
①入射小球1与被碰小球2直径相同,它们的质量相比较,应是m1 m2 . (>、=、<)②入射球碰前落地点是纸上的点 ;放上被碰小球后两小球碰后是否同时落地? ;(“是”或者”否”)这时小球1、2的落地点依次是图中水平面上的 点和 点.③接下来要完成的必要步骤是 .(填选项前的符号)
a . 用天平测量两个小球的质量m1、m2;
b . 测量小球m1开始释放高度h;
c . 测量抛出点距地面的高度H;
d . 分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N;
e.测量平抛射程OM , ON .
④本实验必须满足的条件是 ;
a.斜槽轨道必须是光滑的
b.斜槽轨道末端的切线是水平的
c.入射小球每次都要从同一高度由静止滚下
e.碰撞的瞬间,入射小球与被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行
⑤实验中,各小球的落地点如图所示,这个实验要验证的表达式是 (入射球的质量为m1 , 被碰球的质量为m2).
①两小球质量应满足
a . m1=m2b.m1>m2c.m1<m2d.没有限制
②实验中应测量的量是
a . 小球的质量m1和m2
b . 两小球的半径
c . 桌面离地面的高度H
d . 小球的初始高度h
e.从两小球相碰到两小球落地的时间t
f . 小球m1单独滚下做平抛运动的水平距离SNp
g.碰后两小球飞出的水平距离SON和SOM
③当所测得个物理量满足关系式时,可验证动量守恒 .
为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞,某同学选取了体积相同、质量相差比较大的小球,按下述步骤做了如下实验:
①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2 , 且m1>m2 .
②按如图所示安装好实验装置.将斜槽AA固定在桌边,使槽的末端点的切线水平.将一斜面AC连接在斜槽末端.
③先不放小球m2 , 让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置.
④将小球m2放在斜槽前端边缘处,让小球m1从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,分别记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置.
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点A的距离.图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到A点的距离分别为LD、LE、LF .
根据该同学的实验,回答下列问题:
a在不放小球m2时,小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,m1的落点在图中的点 ;把小球m2放在斜槽末端边缘处,小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球m1的落点在图中的点 .
b若碰撞过程中,动量和机械能均守恒,不计空气阻力,则下列表达式中正确的有 .
a、m1LF=m1LD+m2LE
b.m1LE2=m1LD2+m2LF2
c.m1LE=m1LD+m2LF
d.LE=LF﹣LD .
“探究碰撞中的不变量”的实验中,入射小球m1=15g,原来静止的被碰小球m2=10g,由实验测得它们在碰撞前后的x﹣t图象如图,可知入射小球碰撞后的m1v′1是 ,入射小球碰撞前的m1v1是 ,被碰撞后的m2v′2是 .由此得出结论