16.1 实验：探究碰撞中的不变量（原卷版+解析版）

16.1 实验：探究碰撞中的不变量 一 夯实基础 1．在利用平抛运动做“探究碰撞中的不变量”实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端的切线保持水平，这样做的目的是(　　) A．入射球得到较大的速度 B．入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向 C．入射球与被碰球碰撞时动能无损失 D．入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出 【答案】　B 【解析】实验中小球能水平飞出是实验成功的关键，只有这样才能使两个小球在空中运动时间相等． 2．(多选)在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时，下列哪些操作是正确的(　　) A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量 B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起 C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车 D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源 【答案】　BC 【解析】车的质量可以用天平测量，没有必要一个用撞针而另一个用橡皮泥配重，这样做的目的是为了碰撞后两车粘在一起有共同速度，选项B正确；打点计时器的使用原则是先接通电源后释放纸带，C项正确． 3.(多选)若用打点计时器做探究碰撞中的不变量的实验，下列说法或操作正确的是(　　) A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量 B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起 C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车 D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源 【答案】　BC 【解析】　相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后两车能粘在一起共同运动，这种情况能得到能量损失很大的碰撞；应当先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车，否则因运动距离较短，小车释放以后再打开电源不容易得到实验数据．故A、D错误，B、C正确． 4.如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器．甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图乙所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车速度大小为_____m/s，碰撞后两车的共同速度大小为_____m/s. 【答案】0.60　0.40 【解析】碰撞前Δx＝1.20 cm，碰撞后Δx′＝0.80 cm，T＝0.02 s，由v＝计算． 5．某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，在小车A后连着纸带，推动小车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甲所示． 甲 乙 (1)长木板右端下面垫放一小木片的目的是 _____. (2)若已获得的打点纸带如图乙所示，A为运动的起点，各计数点间距分别记为AB、BC、CD和DE，用天平测得A、B两车的质量分别为mA、mB，则需验证的表达式为_____. 【答案】(1)平衡摩擦力(2)mA·BC＝(mA＋mB)·DE 【解析】(1)长木板右端下面垫放一小木片，目的是平衡摩擦力，使小车拖着纸带在木板上能做匀速运动． (2)从题图中可以看出，B到C的时间等于D到E的时间，所以可以用BC代表小车碰前的速度，用DE代表碰后的速度，应有mA·BC＝(mA＋mB)·DE. 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＝200 g，右侧滑块质量m2＝160 g，挡光片宽度均为3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线将两滑块连在一起，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＝0.30 s，Δt2＝0.24 s．以向右为正方向，则烧断细线后两滑块的速度分别为v1′＝_____ m/s，v2′＝_____ m/s.烧断 ... ...