20xx粵教版高中物理選修3-5第一章實驗探究碰撞中動量的變化規(guī)律-wenkub.com
2024-12-04 19:15 本頁面
【正文】 m/s( 保留三位有效數(shù)字 )． (3) 試說明 (2) 問 中 兩 結(jié) 果 不 完 全 相 等 的 主 要 原 因 是________________________________________． 答案 (1)接通打點計時器的電源 放開滑塊 1 (2) (3)紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦 解析 (2)作用前滑塊 1 的速度 v1＝ m/s＝ m/s，其動量為 kg m/s＝ kg OP 與 mAm/s ；碰后兩車的速度 v2′ ＝ v1′ ＝ v′ ＝－ 3 10－ 3 m/s≈ m/s，碰后兩車的質(zhì)量與速度的乘積之和 (m1＋ m2)v′ ＝(＋ ) kgm/s ＝ 5 kgm/s 5 kgm/s 碰后小車 A和小車 B的共同速度 vAB＝ sDET ＝ 10－ 25 m/s＝ m/s 碰后總動量 pAB＝ (mA＋ mB)vAB＝ (＋ ) kgs －1) m1v1＋ m2v2 m1v1′ ＋ m2v2′ 結(jié)論 實驗結(jié)論：碰撞前后兩滑塊的動量之和保持不變 一、利用氣墊導(dǎo)軌結(jié)合光電門的測量 例 1 為了探究物體碰撞時動量變化的規(guī)律，實驗最好在氣墊導(dǎo)軌上進(jìn)行，這樣就可以大大減小阻力，使滑塊在碰撞后的運動可以看成是勻速運動，使實驗的可靠性及準(zhǔn)確度得以提高．在某次實驗中， A、 B 兩鋁制滑塊在一水平長氣墊導(dǎo)軌上相碰，用頻閃攝像的方法每隔 ，每次拍攝時閃光的延續(xù) 時間很短，可以忽略不計，如圖 6所示，已知 A、 B之間的質(zhì)量關(guān)系是 mB＝ ，拍攝共進(jìn)行了 4次，第一次是在兩滑塊相撞之前， 以后的三次是在碰撞之后，滑塊 A原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè) A、 B滑塊在拍攝閃光照片的這段時間內(nèi)是在 10 cm至 105 cm這段范圍內(nèi)運動 (以滑塊以上的箭頭位置為準(zhǔn) )，試根據(jù)閃光照片求出： 圖 6 (1)A、 B兩滑塊碰撞前后的速度各為多少？ (2)根據(jù)閃光照片分析說明兩滑塊碰撞前后兩個物體的總動量是否 不變． 解析 (1)分析題圖可知 碰撞后????? vB′ ＝ Δ sB′Δ t ＝ m/s＝ m/s；vA′ ＝ Δ sA′Δ t ＝ m/s＝ m/s. 從發(fā)生碰撞到第二次拍攝照片， A 運動的時間是 t1＝ Δ sA″vA′＝ s＝ s，由此可知：從第一次拍攝照片到發(fā)生碰撞的時間為 t2＝ (－ )s＝ s，則碰 撞前 B物體 的速度為 vB＝ Δ sB″t2＝ m/s＝ m/s，由題意得 vA＝ 0. (2)碰撞前： mAvA＋ mBvB＝ ，碰撞后： mAvA′ ＋ mBvB′ ＝ ＋ ＝ ，所以mAvA＋ mBvB＝ mAvA′ ＋ mBvB′ ，即碰撞前后兩個物體總動量不變． 答案 見解析 點撥 (1)圖示滑塊位置只是對應(yīng)運動中不同時刻的幾個狀態(tài)； (2)碰撞不一定發(fā)生在閃光時刻； (3)在不計碰撞時間的情況下，相鄰兩位置對應(yīng)的時間仍為閃光間隔，但碰 撞前后滑塊速度不同，所以在這 s內(nèi)不可以用總位移與總時間的比值求速度． 二、利用光滑水平面結(jié)合打點計時器的測量 例 2 某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器探究碰撞過程中動量的變化規(guī)律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車 A使之做勻速直線運動．然后與原來靜止在前方的小車B 相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動，他設(shè)計的具體裝置如圖 7所示．在小車 A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為 50 Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力． 圖 7 (1)若
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