2016-2017学年高中物理第一章碰撞与动量守恒实验验证动量守恒定律检测粤教版选修3-5

121212

平方向动量守恒，故有mav0＝mav1＋mbv2，在碰撞过程中动能守恒，故有mav0＝mav1＋mbv2，

222解得v1＝

ma－mbv0，要碰后a的速度v1>0，即ma－mb>0，所以ma>mb. ma＋mb(3)是同时落地，碰撞后两小球做平抛运动，高度相同，所以运动时间相同，如果不同，则不能用水平位移代替碰撞后的速度，对实验结果有影响；a小球和b小球相撞后，b小球的速度增大，a小球的速度减小，所以碰撞后a球的落地点距离O点最近，b小球离O点最远，中间一个点是未放b球时a的落地点，所以相碰后，小球a、b的平均落点位置依次是图中A、C点．

(4)B为碰前入射小球落点的位置，A为碰后入射小球的位置，C为碰后被碰小球的位置，

碰撞前入射小球的速度v1＝

— OB2h碰撞后入射小球的速度v2＝

— OA.碰撞后被碰小球的速度2hg— OC2hgv3＝，若mav1＝mbv3＋mav2，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，代入

g数据得：maOB＝maOA＋mbOC，B正确．

— — — — p1m1v1OP44.8014(5)＝＝＝＝. p′1m1v′1OM35.2011

发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，根据动量守恒定律：m1v1＝m1v′1＋m2v′2. 121122

根据机械能守恒定律：m1v1＝m1v′1＋m2v′2

222由以上两式解得v′2＝因此最大射程为：

2m1— 2×45

sm＝·OB＝×44.8 cm＝76.8 cm.

m1＋m245＋7.5答案：(1)处于水平切线处 (2)> ＝ (3)A C 14

(4)B (5) 76.8

11

5．某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验，在小车A的前端黏有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起，继续做匀速运动，设计如图甲所示，在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．

2m1

v1， m1＋m2

甲

乙

(1)若已得到打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间的距离在图上标出A为运动起始的点，则应选________段来计算A碰前的速度，应选________段来计算A和B碰后的共同速度．

(2)已测得小车A的质量mA＝0.40 kg，小车B的质量mB＝0.20 kg，则由以上结果可得碰前总动量＝______kg·m/s，碰后总动量＝________kg·m/s.得到的结论是________________________(计算结果保留三位有效数字)．

解析：(1)由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，故AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后．

推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC段计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度．故答案为BC、DE.

— BC0.1050

(2)碰前系统的动量即A的动量，则p1＝m1v1＝m1＝0.40× kg·m/s＝0.420

5T5×0.02— DE0.0695

kg·m/s，碰后的总动量p2＝(m1＋m2)v2＝(m1＋m2)＝(0.40＋0.20)× kg·m/s＝

5T5×0.02

0.417 kg·m/s.

答案：(1)BC DE

(2)0.420 0.417 在误差允许范围内，碰撞过程中动量是守恒的