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課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)4試驗(yàn):驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律A組合格性考試練1.在驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒的試驗(yàn)中,關(guān)于入射小球在斜槽軌道上釋放點(diǎn)的凹凸對(duì)試驗(yàn)影響,下列說(shuō)法正確的是()A.釋放點(diǎn)越低,小球受阻力越小,入射小球速度越小,誤差越小B.釋放點(diǎn)越低,兩球碰后水平位移越小,水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差越小,兩球速度測(cè)量值越精確C.釋放點(diǎn)越高,兩球相碰時(shí),相互作用的內(nèi)力越大,碰撞前后動(dòng)量之差越小,誤差越小D.釋放點(diǎn)越高,入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?,支柱?duì)被碰小球的阻力越小2.(多選)如圖所示為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的試驗(yàn)裝置,下列說(shuō)法正確的是()A.懸掛兩球的細(xì)繩長(zhǎng)度要適當(dāng),且等長(zhǎng)B.兩小球必需都是剛性球,且質(zhì)量相同C.由靜止釋放小球以便較精確地計(jì)算小球碰前的速度D.兩小球碰后可以粘在一起共同運(yùn)動(dòng)3.(多選)某同學(xué)用頻閃照相和氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量,現(xiàn)用天平測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量分別為300g和200g,接著安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的調(diào)整旋鈕,使導(dǎo)軌水平.然后向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣,再把A、B兩滑塊放到導(dǎo)軌上,分別給它們初速度,同時(shí)起先閃光照相,閃光的時(shí)間間隔為Δt=0.2s.如圖所示是閃光4次拍攝得到的照片,其間A、B兩滑塊均在0~80cm刻度范圍內(nèi).第一次閃光時(shí),滑塊B恰好通過(guò)x=55cm處,滑塊A恰好通過(guò)x=70cm處,碰撞后滑塊A靜止,B馬上反向.關(guān)于該試驗(yàn),下列推斷正確的是()A.兩滑塊的碰撞發(fā)生在第一次閃光后0.1sB.碰撞前A的速度大小是0.5m/sC.碰撞前B的速度大小是1.0m/sD.試驗(yàn)結(jié)果表明,碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量與速度的乘積之和不變[答題區(qū)]題號(hào)123答案4.用如圖甲所示的裝置探究碰撞中的動(dòng)量守恒,小車P的前端、小車Q的后端均粘有橡皮泥,小車P的后端連接通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,在長(zhǎng)木板右端墊放木塊以平衡摩擦力,推一下小車P,使之運(yùn)動(dòng),與靜止的小車Q相碰粘在一起,接著運(yùn)動(dòng).(1)試驗(yàn)獲得的一條紙帶如圖乙所示,依據(jù)點(diǎn)跡的不同特征把紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行了區(qū)域劃分,用刻度尺測(cè)得B、C、D、E各點(diǎn)到起點(diǎn)A的距離.依據(jù)碰撞前后小車的運(yùn)動(dòng)狀況,應(yīng)選紙帶上________段來(lái)計(jì)算小車P的碰撞前速度.(2)測(cè)得小車P(含橡皮泥)的質(zhì)量為m1,小車Q(含橡皮泥)的質(zhì)量為m2,假如試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿意關(guān)系式________,則說(shuō)明小車P、Q組成的系統(tǒng)碰撞前后動(dòng)量守恒.(3)假如在測(cè)量小車P的質(zhì)量時(shí),遺忘粘橡皮泥,則所測(cè)系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量與系統(tǒng)碰撞后總動(dòng)量相比,將________(選填“偏大”“偏小”或“相等”).5.在“探究碰撞中的不變量”試驗(yàn)中,通過(guò)碰撞后做平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)量速度的方法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)裝置如圖甲所示,試驗(yàn)原理如圖乙所示.(1)試驗(yàn)室有如下A、B、C三個(gè)小球,則入射小球應(yīng)當(dāng)選取________進(jìn)行試驗(yàn)(填字母代號(hào));(2)關(guān)于本試驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是________(填字母代號(hào));A.斜槽安裝時(shí)末端必需保持水平B.小球每次都必需從斜槽上的同一位置靜止釋放C.必需測(cè)量出斜槽末端到水平地面的高度D.試驗(yàn)中須要用到秒表測(cè)量小球空中飛行的時(shí)間(3)用刻度尺測(cè)量M、P、N距O點(diǎn)的距離依次為x1、x2、x3,通過(guò)驗(yàn)證等式________是否成立,從而驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(填字母代號(hào)).A.m2x2=m2x1+m1x3B.m1x1=m2x2+m3x3C.m1x2=m1x1+m2x3D.m2x1=m2x2+m1x3B組選擇性考試練6.試驗(yàn)小組采納如圖所示裝置進(jìn)行了動(dòng)量守恒試驗(yàn)驗(yàn)證.a(chǎn).在木板表面先后釘上白紙和復(fù)印紙,并將木板豎直立于靠近槽口處,使小球A從斜槽軌道上某固定點(diǎn)C由靜止釋放,撞到木板并在白紙上留下痕跡O;b.將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定,再使小球A從原固定點(diǎn)C由靜止釋放,撞到木板上得到痕跡P;c.把半徑相同的小球B靜止放在斜槽軌道水平段的最右端,讓小球A仍從原固定點(diǎn)C由靜止釋放,與小球B相碰后,兩球撞在木板上得到痕跡M和N;d.用刻度尺測(cè)量紙上O點(diǎn)到M、P、N三點(diǎn)的距離分別為y1、y2、y3.請(qǐng)你寫出用干脆測(cè)量的物理量來(lái)驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒的表達(dá)式:__________________.(小球A、B的質(zhì)量分別為m1、m2)課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)4試驗(yàn):驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1.解析:釋放點(diǎn)越低,入射小球碰前的速度越小,兩球碰后速度也越小,水平位移越小,水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差大;釋放點(diǎn)越高,入射小球碰前的速度越大,兩球相碰時(shí),相互作用的內(nèi)力越大,支柱對(duì)被碰小球的阻力不變,阻力的影響相對(duì)減小,可以較好地滿意動(dòng)量守恒的條件,碰后兩球的速度越大,也有利于減小測(cè)量水平位移時(shí)的相對(duì)誤差,從而使試驗(yàn)的誤差減小,C正確.答案:C2.解析:細(xì)繩長(zhǎng)度適當(dāng),便于操作;兩繩等長(zhǎng),以保證兩球能對(duì)心碰撞,A正確;為保證明驗(yàn)結(jié)論的普適性,兩球質(zhì)地是隨意的,質(zhì)量也需考慮各種狀況,但大小必需相同,以保證兩球發(fā)生正碰,B錯(cuò)誤;由靜止釋放小球,初動(dòng)能為零,可由機(jī)械能守恒mgl(1-cosa)=12mv2答案:ACD3.解析:由于碰撞后滑塊A靜止,由題圖可知,碰撞發(fā)生在x=60cm處;從碰撞到其次次閃光B運(yùn)動(dòng)的距離為10cm,則可求得該過(guò)程B用時(shí)為0.1s,所以,兩滑塊的碰撞發(fā)生在第一次閃光后0.1s,A正確;碰撞前0.1s內(nèi)A的位移大小為10cm,則碰撞前A的速度大小是1m/s,B錯(cuò)誤;前0.1s內(nèi)B的位移大小為5cm,則碰撞前B的速度大小是0.5m/s,C錯(cuò)誤;其次次閃光與第三次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)B的位移大小為20cm,則碰撞后B的速度大小是1m/s;設(shè)向左為正方向,碰撞前兩滑塊的質(zhì)量與速度的乘積之和為mAvA-mBvB=0.3×1kg·m/s-0.2×0.5kg·m/s=0.2kg·m/s,碰撞后兩滑塊的質(zhì)量與速度的乘積之和為0.2×1kg·m/s=0.2kg·m/s,碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量與速度的乘積之和不變,D正確.答案:AD4.解析:(1)小車P碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng),在相等時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移相等,由圖乙所示紙帶可知,應(yīng)選擇紙帶上的BC段求出小車P碰撞前的速度.(2)設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔為T,由圖乙所示的紙帶可知,碰撞前小車的速度v=s2-s14T,碰撞后兩小車的共同速度v′=s4-s36T,假如碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒,則m1v=(m1+m2)v′,即m1s2(3)假如在測(cè)量小車P的質(zhì)量時(shí),遺忘粘橡皮泥,則小車P質(zhì)量的測(cè)量值小于真實(shí)值,由(2)中表達(dá)式可知,所測(cè)系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量小于碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量.答案:(1)BC(2)m1(s5.解析:(1)入射小球的質(zhì)量要大于被撞擊的靜止小球,這樣撞擊后兩小球都能向前運(yùn)動(dòng);另外,兩小球的直徑要相等,才能發(fā)生對(duì)心碰撞,碰撞前后的速度方向都沿著水平方向,A正確.(2)斜槽安裝時(shí)末端必需保持水平,才能保證兩小球在水平方向上發(fā)生對(duì)心碰撞并均沿水平方向飛出,A正確;小球每次都必需從斜槽上的同一位置靜止釋放,這樣入射小球每次都能獲得相同的動(dòng)量,B正確;斜槽末端到水平地面的高度確定了小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,不須要測(cè)量,C錯(cuò)誤;試驗(yàn)中不須要用秒表測(cè)量小球在空中飛行的時(shí)間,D錯(cuò)誤.(3)假如動(dòng)量守恒,則有m1vA1=m1vA2+m2vB2,由于兩球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,即tA1=tA2=tB2,所以m1vA1×tA1=m1vA2×tA2+m2vB2×tB2,即m1x2=m1x1+m2x3,C正確.答案:(1)A(2)AB(3)C6.解析:小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)木板與拋出點(diǎn)之間的水平距離為x,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得水平方向有x=vt,豎直方向有h=12gt2,解得v=xg2h,放小球B之前,小球A落在圖中
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