1、- 1 -实验：探究碰撞中的不变量一、选择题1在气垫导轨上进行实验时首先应该做的是( )A给气垫导轨通气B把光电计时器进行归零处理C把滑块放在导轨上D检查挡光片通过光电门时是否能够挡光计时解析：选 A 为保护气垫导轨，实验时应该先给它通气，后进行实验。选项 A 正确。2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、光电计时器解析：选 C 用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度。运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要停表。C 正确。3(多选)在做探究碰撞中的不变量实验时，
2、实验所必需的条件是( )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解析：选 BCD 探究碰撞中的不变量实验，要求入射小球每次到槽口时，具有相同的速度，所以应从槽上同一位置滚下，但斜槽不需要光滑，选项 A 错误，选项 C 正确；由于碰撞前、后要求小球均做平抛运动，且抛物线在同一平面，选项 B、D 正确。4(多选)在做“探究碰撞中的不变量”实验时，必须测量的物理量是( )A入射小球和被碰小球的质量B入射小球和被碰小球的半径C入射小球从静止释放时的起始高度D斜槽轨道的末端到地面的高度E不放被碰小球
3、时，入射小球飞出的水平射程F入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平射程解析：选 AEF 从同一高度做平抛运动，飞行时间 t 相同，所以需要测出的量有：未碰时入射小球的水平射程，碰后入射小球的水平射程，被碰小球的水平射程，入射小球、被碰小球的质量。- 2 -二、非选择题5如图(a)所示，在水平光滑轨道上停放着甲、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(b)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
4、大小为_ m/s。解析：由题图(b)可知，碰撞前 x1.2 cm，碰撞后 x0.8 cm， T0.02 s，由公式 v 得 v 0.6 m/s， v 0.4 m/s。xt xT xT答案：0.6 0.46如图所示，在实验室用两端带竖直挡板 C、 D 的气垫导轨和带固定挡板的质量都是 M的滑块 A、 B，做探究碰撞中不变量的实验：(1)把两滑块 A 和 B 紧贴在一起，在 A 上放质量为 m 的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住 A 和 B，在 A 和 B 的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态。(2)按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当 A和 B
5、与挡板 C 和 D 碰撞同时，电子计时器自动停表，记下 A 运动至 C 的时间 t1， B 运动至 D的时间 t2。(3)重复几次取 t1、 t2的平均值。请回答以下几个问题：在调整气垫导轨时应注意_；应测量的数据还有_；作用前 A、 B 两滑块的速度与质量乘积之和为_，作用后 A、 B 两滑块的速度与质量乘积之和为_。解析：为了保证滑块 A、 B 作用后做匀速直线运动，必须使气垫导轨水平，需要用水平仪加以调试。要求出 A、 B 两滑块在卡销放开后的速度，需测出 A 至 C 的时间 t1和 B 至 D 的时间- 3 -t2，并且要测量出两滑块到挡板的运动距离 L1和 L2，再由公式 v 求出其
6、速度。xt设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度分别为 vA ， vB 。碰前两L1t1 L2t2滑块静止， v0，速度与质量乘积之和为 0；碰后两滑块的速度与质量乘积之和为( M m) M 。L1t1 L2t2答案：用水平仪测量并调试使得导轨水平 A 至 C 的距离 L1、 B 至 D 的距离 L20 ( M m) ML1t1 L2t27.某同学把两块大小不同的物体用细线连接，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_
7、。(3)用所得数据验证守恒量的关系式为_。解析：两物体弹开后各自做平抛运动，根据平抛运动知识可知两物体在空中运动的时间相等。所需验证的表达式为 m1v1 m2v2，两侧都乘以时间 t，有 m1v1t m2v2t，即m1s1 m2s2。答案：(1)刻度尺 天平 (2)两物体的质量 m1、 m2 两物体落地点分别到桌子两侧边的水平距离 s1、 s2(3)m1s1 m2s28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 m1170 g，右侧滑块质量 m2110 g，挡光片宽度为 s3.00 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
8、分别向左、右方向运动。挡光片通过光电门的时间分别为 t10.32 s， t20.21 s，则两滑块的速度分别为v1_m/s， v2_m/s。烧断细线前 m1v1 m2v2_ kgm/s，烧断细线后 m1v1 m2v2_kgm/s。可得到的结论是_。 解析：取向左方向为正，两滑块速度- 4 -v1 0.094 m/s，s t1v2 0.143 m/s。s t2烧断细线前两滑块静止，所以： m1v1 m2v20烧断细线后 m1v1 m2v2(0.1700.0940.1100.143) kgm/s2.510 4 kgm/s，在实验允许的误差范围内， m1v1 m2v2 m1v1 m2v2。答案：0.094 0.143 0 2.510 4 在实验允许的误差范围内，两滑块质量与各自速度的乘积矢量和为不变量
