17實驗：探究碰撞中的不變量

1、17實驗：探究碰撞中的不變量班級姓名1. 在利用懸線懸掛等大小球“探究碰撞中的不變量”的實驗中，下列說法正確的是（）a. 懸掛兩球的細繩長度要適當，且等長 b.由靜止釋放小球，以便較準確地計算小球碰前速度c.兩小球必須都是剛性球，且質(zhì)量相同 d.兩小球碰后可以粘在一起共同運動2. 利用氣墊導軌做“探究碰撞中的不變量”的實驗時，不需要測量的物理量是（）a. 滑塊的質(zhì)量b.擋光吋間c.擋光片的寬度d.滑塊移動的距離3. 若用打點計時器做“探究碰撞中的不變量”的實驗，下列操作正確的是（）a. 相互作用的兩車上，一個裝上撞針，一個裝上橡皮泥，是為了改變兩車的質(zhì)量b. 相互作用的兩車上，一個裝上撞針，一

2、個裝上橡皮泥，是為了碰撞后粘在一起c. 先接通打點計時器的電源，再釋放拖動紙帶的小車d. 先釋放拖動紙帶的小車，再接通打點計時器的電源4. 在“探究碰撞中的不變量”實驗中，對于最終的結論加®+也血=7口' +牝咗，下列說法正 確的是（）a. 僅限于一維碰撞b. 任何情況下加廚+加2分=加16 2+m2v2, $也一定成立c. 式屮的0、5、5、訶都是速度的大小d. 式中的不變量是?|和加2組成的系統(tǒng)的質(zhì)量與速度乘積之和5某同學利用氣墊導軌做“探究碰撞中的不變量”的 實驗，氣墊導軌裝置如圖所示，所用的氣墊導軌裝置 由導軌、滑塊、彈射架、光電門等組成.（1）下面是實驗的主要步驟：

3、 安裝好氣墊導軌，調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導軌水平； 向氣墊導軌通入壓縮空氣； 接通光電計時器； 把滑塊2靜止放在氣墊導軌的中間； 滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩； 釋放滑塊1,滑塊1通過光電門1后與左側(cè)固定彈簧的滑塊2碰撞，碰后滑塊1和滑塊2依次通 過光電門2,兩滑塊通過光電門后依次被制動； 讀出滑塊通過兩個光電門的擋光時間分別為：滑塊1通過光電門1的擋光時間arlo.olms,通 過光電門2的擋光時間a/2=49.99ms,滑塊2通過光電門2的擋光時間ar3 = 8.35ms； 測出擋光片的寬度測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為wi=300g,滑塊2(包括彈簧)質(zhì)量為加2=200g；(2

4、) 數(shù)據(jù)處理與實驗結論： 實驗中氣墊導軌的作用是：a.,b. 碰撞前滑塊1的速度pi為m/s；碰撞后滑塊1的速度血為m/s；滑塊2的速度“為m/s；(結果保留兩位有效數(shù)字) 在誤差允許的范圍內(nèi)，通過本實驗，同學們可以探究出哪些物理量是不變的？通過對實驗數(shù)據(jù)的分析說明理由.(至少回答2個不變量)a.b. 6如圖所示的裝置中，質(zhì)量為“的鋼球/用細線懸掛于o點，質(zhì)量為"的鋼球b放在離地面高度 為h的小支柱nt.。點到/球球心的距離為厶.使懸線在力球釋放前伸直，且線與豎直線的夾角為 弘/球釋放后擺動到最低點吋恰與b球正碰，碰撞后，/球把輕質(zhì)指示針oc推移到與豎直線夾角為0處，3球落到地血上，

5、地面上鋪一張蓋有復寫紙的白紙d保持么角度不變，多次重復上述實驗，白紙上記錄到多個b球的落點.(1) 圖小x應是b球初始位置到的水平距離.(2) 為了探究碰撞中的守恒量，應測得等物理量.(3) 用測得的物理量表示：加也=；' 7用如圖所示的裝置也可以完成“探究碰撞中的不變量”實驗.(1) 若實驗中選取的/、8兩球半徑相同，為了使、發(fā)生一維碰撞，應使兩球懸線長度,懸點0|、。2之間的距離等于.(2) 若力、0兩球的半徑不相同，利用本裝置能否完成實驗？如果你認為能完 成，請說明如何調(diào)節(jié)?8某同學設計了一個用打點計時器做“探究碰撞中的不變量” 的實驗：在小車力的前端粘有橡皮泥，推動小車/使之做

6、勻 速運動，然后與原來靜止在前方的小車b相碰并粘合成一體, 繼續(xù)做勻速運動.他設計的實驗具體裝置如圖所示，在小車 力后連著紙帶，電磁打點計時器使用的電源頻率為50hz,長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力.(1) 若實驗已得到的打點紙帶如圖所示，并測得各計數(shù)點間距(標在 a fi c d e圖上)，則應該選段來計算a的碰撞前速度；應選' lojocmi 9orcn/ e亦>段來計算力和3碰后的共同速度(選填“力礦、“bc，、“czt或“dej.已測得小車a的質(zhì)量0.40kg,小車b的質(zhì)量m=().20kg.由以上測量結果可得：碰前mava =kgm/s；碰后：("4+共=k

7、g m/s.(本題計算結果均保留三位有效數(shù)字)由此得出結論是9.用圖示裝置研究碰撞中的不變量，氣墊導軌水平放置，擋光板寬度9.0mm,兩滑塊被彈簧彈開后，左側(cè)滑塊通過左側(cè)光電計時器，記錄吋間為0.040s,右側(cè)滑 塊通過右側(cè)光電計時器，記錄時間為0.060s,左側(cè)滑塊質(zhì)量 100g,左側(cè)滑塊加大小g m/s,右側(cè)滑塊質(zhì)量149g,兩滑塊質(zhì)量與速度乘積的矢量和加。+加2“2=g m/s.1().如圖所示為氣墊導軌上兩個滑塊力、相 互作用后運動過程的頻閃照片，頻閃的頻率為 10hz,開始時兩個滑塊靜止，它們之間有一根 被壓縮的輕彈簧，滑塊用繩子連接，繩子燒斷10987654321 cm1111 山

8、山1111 山11 山11 ihmh 11 山11 il;叫i胃 iiidiiuhml i山|山川1川11|山11山11098765432 1cm丨111山山1111|山|山山111111111山11111111 ill 11 ill lhii 11 山 iliii lhiiihii lliiiihiiilii后，兩個滑塊向相反方向運動.已知滑塊力、b的質(zhì)量分別為200g、300g,根據(jù)照片記錄的信息，a.b離開彈簧后，a滑塊做運動，其速度大小為m/s,本實驗中得出的結論是11.如圖所示，在實驗室用兩端帶豎直擋板c、d的氣墊導軌和帶固定擋板的質(zhì)暈都是m的滑塊力、b,做探究碰撞中不變量的實驗：把

9、兩滑塊/和3緊貼在一起，在/上放質(zhì)量為7的祛碼，置于導軌 上，用電動卡銷卡住/和乩 在/和b的固定擋板間放一彈簧，使彈 簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài).(2) 按下電鈕使電動卡銷放開，同時啟動兩個記錄兩滑塊運動時間的電子計時器，當力和3與擋板c 和q碰撞同時，電子計時器自動停表，記下力運動至c的時間"，3運動至q的時間毎(3) 重復幾次取“、厲的平均值.請回答以下兒個問題： 在調(diào)整氣墊導軌時應注意: 應測量的數(shù)據(jù)還有 ; 作用前/、b兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為,作用后/、3兩滑塊的速度與質(zhì)量乘積之和為.12某同學把兩個大小不同的物體用細線連接，屮間夾一被壓縮的彈簧，如圖所 示，將這一系

10、統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細線，觀察物體的運動情況，進 行必要的測量，探究物體間相互作用時的不變量.(1)該同學還必須有的器材是(2) 需要直接測量的數(shù)據(jù)是(3) 根據(jù)課堂探究的不變量，本實驗中表示碰撞前后不變量的表達式應為13.某同學設計如圖(甲)所示的裝置，通過半徑相同的/、b兩球的碰撞來探究碰撞過程中的不變 量，圖中"0是斜槽，0人為水平槽，實驗時先使力球從斜槽上某一固定位置g由靜止開始滾下， 落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡.重復上述操作10次，得到1()個落點痕跡，再把0球放在水平槽上靠近槽末 端的地方，讓/球仍從位置g由靜止開始滾下，和球碰撞后，a. b球分別在記錄紙上留下各自 的落點痕跡，重復這種操作10次.圖中o點是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點，e球落點痕 跡如圖(乙)所示，其中米尺水平放置，且平行于g、r. o所在的平面，米尺的零點與o點對齊.(1)碰撞后b球的水平射程是cm.(2) 在以下的選項中，本次實驗必須進行的測量是.a. 水平槽上未放3球時，力球落點位置到o點的距離b.