实验:探究碰撞中的不变量 基础巩固 1.在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量时,用到的测量工具有( ) A.停表、天平、刻度尺 B.弹簧测力计、停表、天平 C.天平、刻度尺、光电计时器 D.停表、刻度尺、光电计时器 2.(多选)在做探究碰撞中的不变量实验时,实验条件是( ) 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.入射球每一次都要从同一高度由静止滚下 D.碰撞的瞬间,入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行 3.(多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,哪些因素可导致实验误差( ) A.导轨安放不水平 B.小车上挡光板倾斜 C.两小车质量不相等 D.两小车碰后连在一起 4.某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩的弹簧,如图所示,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察物体的运动情况,进行必要的测量,验证物体间相互作用时的守恒量。 (1)该同学还必须有的器材是 、 。 (2)需要直接测量的数据是 、 。 (3)用所得数据验证守恒量的关系式为 。 5.某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,平衡摩擦力后,推一下小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B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所示,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50 Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。 (1)若实验得到的纸带如图所示,并测得各计数点间距,则应选 段来计算A的碰撞前速度v0;应选 段来计算A和B碰后的共同速度v。 (2)实验中测得小车A的质量mA=0.40 kg,小车B的质量mB=0.20 kg。则碰前:mAv0= kg·m/s;碰后:(mA+mB)v= kg·m/s。(计算结果保留三位有效数字) (3)由本次实验获得的初步结论是 。 6.在用气垫导轨做探究碰撞中的不变量实验时,左侧滑块质量m1=170 g,右侧滑块质量m2=110 g,挡光片宽度为3.00 cm,两滑块之间有一压缩的弹簧片,并用细线连在一起,如图所示。 开始时两滑块静止,烧断细线后,两滑块分别向左、右方向运动。挡光片通过光电门的时间分别为Δt1=0.32 s,Δt2=0.21 s,则两滑块的速度分别为v1'= m/s,v2'= m/s。烧断细线前m1v1+m2v2= kg·m/s,烧断细线后m1v1'+m2v2'= kg·m/s。可得到的结论是 。 7. 在探究碰撞中的不变量的实验中,如图所示,若绳长为L,球A、B分别由偏角α和β静止释放,则在最低点碰撞前的速度大小分别为 、 。若碰撞后向同一方向运动最大偏角分别为α'和β',则碰撞后两球的瞬时速度大小分别为 、 。 能力提升 1.探究碰撞中的不变量的实验中,入射小球m1=15 g,原来静止的被碰小球m2=10 g。由实验测得它们在碰撞前后的x-t图象如图所示,由图可知,入射小球碰撞前的m1v1是 ,入射小球碰撞后的m1v1'是,被碰小球碰撞后的m2v2'是 。由此得出结论 。 2.如图所示的装置中,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为h的小支柱N上。O点到A球球心的距离为l。使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线的夹角为α,A球释放后摆动到最低点时恰与B球相碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线的夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点。 (1)图中x应是B球初始位置到 的水平距离。 (2)为了探究碰撞中的不变量,应测得 等物理量(用字母表示)。 (3)用测得的物理量表示:mAvA= ;mAvA'= ;mBvB'= 。 3.如图所示,在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质 ... ...
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