第1节 实验：探究碰撞中的不变量 课后训练 1．如图所示，球m1从斜槽某一高度由静止滚下，落到水平面上的P点。今在槽口末端放一与m1半径相同的球m2，仍让球m1从斜槽滚下，并与球m2正碰后使两球落地，球m1和m2的落地点分别是M、N。已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。则实验必须满足的条件是( ) A．轨道末端的切线必须是水平的 B．斜槽轨道必须光滑 C．入射球m1每次必须从同一高度由静止滚下 D．m1＜m2 2．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偏大( ) 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 3．在气垫导轨上的两个滑块P、Q质量分别为m1、m2，已知它们碰撞后的速度分别为v1′、v2′，碰撞前P的速度为v1，则碰撞前Q的速度为( ) A．0 B．v1′＋v2′－v1 C． D． 4．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。左、右挡光片通过光电门的时间分别为Δt1＝0.32 s、Δt2＝0.21 s。取向左为正方向，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_____。 5．在“探究碰撞中的不变量”的实验中，也可以探究mv2这个量(对应于动能)的变化情况。 甲(用弓形弹片) 乙(安装撞针和橡皮泥) (1)若采用弓形弹片弹开静止的两滑块的方案如图甲所示，弹开后的mv2的总量_____(选填“大于”“小于”或“等于”)弹开前mv2的总量，这是因为_____。 (2)若采用乙图的方案，碰撞前mv2的总量_____(选填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的总量。说明该碰撞中，存在_____损失。 6．某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。 (1)安装器材时要注意：固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿_____方向。 (2)某次实验中，得出小球落点情况如图所示(单位是cm)，P′、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置(把落点圈在内的最小圆的圆心)。则入射小球和被碰小球质量之比为m1∶m2＝_____。 7．某同学把两块质量不同的铁块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示。将这一系统置于光滑水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，来探究物体间相互作用时的不变量。 (1)该同学还必须准备的器材是_____。 (2)需要直接测量的数据是_____。 (3)用所得数据验证物体间相互作用时的不变量的关系式是_____。 参考答案 1. 答案：AC 解析：轨道末端水平可以保证小球做平抛运动，入射球m1每次从同一高度由静止滚下可以保证每次碰前入射球速度相同，故A、C项正确。B中斜槽是否光滑对实验几乎无影响，但质量m1应大于m2，否则入射球会反弹，从而引起较大的误差。 2. 答案：AB 解析：导轨不水平，小车速度将会受重力影响；挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，导致速度计算出现误差。 3. 答案：D 解析：根据实验探究的结果m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′可知，式中只有v2不知，利用该式解得v2＝，所以选项D正确。 4. 答案 ... ...
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