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(參考版)
2024-12-12 19:15本頁面
【正文】 m/s ，作用后滑塊 1和滑塊 2具有相同的速 度 v＝ m/s＝ m/s，其總動量為 ( kg＋ kg) m/s ＝ kgm/s ；兩滑塊相 互作用以后總動量為 ______ kg OM ＋ mB cm ，因此 cm和 cm也是正確的． (2)從同一高度做平拋運動飛行的時間 t 相同，而水平方向為勻速直線運動，故水平位移 s＝ vt，所以只要測出小球飛行的水平位 移，就可以用水平位移代替平拋初速度，亦即碰撞前后的速度．證明 mAm /s≈ kgm/s ； (結(jié)果保留三位有效數(shù)字 ) (3)從上述實驗中能得出什么結(jié)論？ 答案 (1) (2) (3)在誤差允許范圍內(nèi)，兩車的質(zhì)量與速度的乘積之和保持不變，即 m1v1＝ (m1＋ m2)v′ 解析 本題通過分析紙帶來確定甲車速度的變化．從紙帶上 0點開始每 s 內(nèi)甲車位移分別為 mm、 mm、 mm、 mm、 mm、 mm、 mm、 9 mm、 mm、 8 mm、 8 mm. (1)從以上數(shù)據(jù)可知從第 3點到第 8點是碰撞過程，則 t＝ 5 s ＝ s，該段時間內(nèi)甲車做減速運動． (2)碰前甲車速度 v1＝ 10 － 3 m/s＝ m/s，碰前甲車質(zhì)量與速度的乘積 m1v1＝ kg m/s ≈ kgm/s ，可知 m1v1＝ m1v1′ ＋ m2v2′. [方法技巧題組 ] 5．有甲、乙兩輛小車，質(zhì)量分別為 m1＝ 302 g、 m2＝ 202 g，甲小車拖有紙帶，通過打點計時器記錄它的運動情況，乙小車靜止在水平桌面上，甲小車以 一定的速度向乙小車運動，跟乙小車發(fā)生碰撞后與乙小車粘合在一起共同運動．這個過程中打點計時器在紙帶上記錄的點跡如圖 4所示，在圖上還標(biāo)出了用刻度尺量出的各點的數(shù)據(jù)，已知打點計時器的打點頻率為 50 Hz. 圖 4 (1)從紙帶上的數(shù)據(jù)可以得出：兩車碰撞過程經(jīng)歷的時間大約為 ________ s； (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 ) (2)碰前甲車的質(zhì)量與速度的乘積大小為 ______ kgm/s ， m2v2′ ＝ kgm/s 碰撞中 mv的矢量和是守恒的量 解析 由題圖可知碰撞前 m1 的速度大小 v1＝ m/s＝ 1 m/s，故碰撞前 m1v1＝ kg1 m/s ＝ kgm/s 5 kgm/s ＝ kgm/s ＝ kgm/s ，碰后兩 小車的總動量為 ______ kgm 學(xué)案 3 實驗：探究碰撞中動量的變化規(guī)律 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] .算兩物體碰撞前后的總動量，并進行比較． 猜想與假設(shè) 為了使問題簡化，這里研究兩個物體的碰撞，且碰撞前兩物體沿同一直線運動，碰撞后仍沿這一直線運動．設(shè)兩個物體的質(zhì)量分別為 m m2，碰撞前的速度分別為 v v2，碰撞后的速度分別為 v1′ 、 v2′ ，如果速度與我們規(guī)定的正方向一致取正值，相反 取負值，根據(jù)實驗求出兩物體碰撞前動量 p＝ m1v1＋ m2v2和碰撞后動量 p′ ＝ m1v1′ ＋ m2v2′ ，看一看 p與 p′ 有什么關(guān)系？ 實驗設(shè)計 1．實驗設(shè)計要考慮的問題 (1)如何保證碰撞前后兩物體的速度在同一條直線上． (2)如何測定碰撞前、后兩物體的速度． 2．實驗案例：氣墊導(dǎo)軌上的實驗 實驗器材有氣墊導(dǎo)軌、氣泵、光電計時器、天平等． 氣墊導(dǎo)軌裝置如圖 1所示，由導(dǎo)軌、滑塊、擋光條、光電門等組成，在空腔導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地 漂浮在導(dǎo)軌上 (如圖 2 所示，圖中氣墊層的厚度放大了很多
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