17实验：探究碰撞中的不变量

1、17实验：探究碰撞中的不变量班级姓名1. 在利用悬线悬挂等大小球“探究碰撞中的不变量”的实验中，下列说法正确的是（）a. 悬挂两球的细绳长度要适当，且等长 b.由静止释放小球，以便较准确地计算小球碰前速度c.两小球必须都是刚性球，且质量相同 d.两小球碰后可以粘在一起共同运动2. 利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验时，不需要测量的物理量是（）a. 滑块的质量b.挡光吋间c.挡光片的宽度d.滑块移动的距离3. 若用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”的实验，下列操作正确的是（）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

2、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4. 在“探究碰撞中的不变量”实验中，对于最终的结论加®+也血=7口' +牝咗，下列说法正 确的是（）a. 仅限于一维碰撞b. 任何情况下加厨+加2分=加16 2+m2v2, $也一定成立c. 式屮的0、5、5、诃都是速度的大小d. 式中的不变量是?|和加2组成的系统的质量与速度乘积之和5某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的 实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置 由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成.（1）下面是实验的主要步骤：

3、 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； 向气垫导轨通入压缩空气； 接通光电计时器； 把滑块2静止放在气垫导轨的中间； 滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； 释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通 过光电门2,两滑块通过光电门后依次被制动； 读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为：滑块1通过光电门1的挡光时间arlo.olms,通 过光电门2的挡光时间a/2=49.99ms,滑块2通过光电门2的挡光时间ar3 = 8.35ms； 测出挡光片的宽度测得滑块1(包括撞针)的质量为wi=300g,滑块2(包括弹簧)质量为加2=200g；(2

4、) 数据处理与实验结论： 实验中气垫导轨的作用是：a.,b. 碰撞前滑块1的速度pi为m/s；碰撞后滑块1的速度血为m/s；滑块2的速度“为m/s；(结果保留两位有效数字) 在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出哪些物理量是不变的？通过对实验数据的分析说明理由.(至少回答2个不变量)a.b. 6如图所示的装置中，质量为“的钢球/用细线悬挂于o点，质量为"的钢球b放在离地面高度 为h的小支柱nt.。点到/球球心的距离为厶.使悬线在力球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为 弘/球释放后摆动到最低点吋恰与b球正碰，碰撞后，/球把轻质指示针oc推移到与竖直线夹角为0处，3球落到地血上，

5、地面上铺一张盖有复写纸的白纸d保持么角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个b球的落点.(1) 图小x应是b球初始位置到的水平距离.(2) 为了探究碰撞中的守恒量，应测得等物理量.(3) 用测得的物理量表示：加也=；' 7用如图所示的装置也可以完成“探究碰撞中的不变量”实验.(1) 若实验中选取的/、8两球半径相同，为了使、发生一维碰撞，应使两球悬线长度,悬点0|、。2之间的距离等于.(2) 若力、0两球的半径不相同，利用本装置能否完成实验？如果你认为能完 成，请说明如何调节?8某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中的不变量” 的实验：在小车力的前端粘有橡皮泥，推动小车/使之做

6、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.他设计的实验具体装置如图所示，在小车 力后连着纸带，电磁打点计时器使用的电源频率为50hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.(1) 若实验已得到的打点纸带如图所示，并测得各计数点间距(标在 a fi c d e图上)，则应该选段来计算a的碰撞前速度；应选' lojocmi 9orcn/ e亦>段来计算力和3碰后的共同速度(选填“力矿、“bc，、“czt或“dej.已测得小车a的质量0.40kg,小车b的质量m=().20kg.由以上测量结果可得：碰前mava =kgm/s；碰后：("4+共=k

7、g m/s.(本题计算结果均保留三位有效数字)由此得出结论是9.用图示装置研究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度9.0mm,两滑块被弹簧弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录吋间为0.040s,右侧滑 块通过右侧光电计时器，记录时间为0.060s,左侧滑块质量 100g,左侧滑块加大小g m/s,右侧滑块质量149g,两滑块质量与速度乘积的矢量和加。+加2“2=g m/s.1().如图所示为气垫导轨上两个滑块力、相 互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为 10hz,开始时两个滑块静止，它们之间有一根 被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断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，两个滑块向相反方向运动.已知滑块力、b的质量分别为200g、300g,根据照片记录的信息，a.b离开弹簧后，a滑块做运动，其速度大小为m/s,本实验中得出的结论是11.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暈都是m的滑块力、b,做探究碰撞中不变量的实验：把

9、两滑块/和3紧贴在一起，在/上放质量为7的祛码，置于导轨 上，用电动卡销卡住/和乩 在/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，当力和3与挡板c 和q碰撞同时，电子计时器自动停表，记下力运动至c的时间"，3运动至q的时间毎(3) 重复几次取“、厲的平均值.请回答以下儿个问题： 在调整气垫导轨时应注意: 应测量的数据还有 ; 作用前/、b两滑块的速度与质量乘积之和为,作用后/、3两滑块的速度与质量乘积之和为.12某同学把两个大小不同的物体用细线连接，屮间夹一被压缩的弹簧，如图所 示，将这一系

10、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，探究物体间相互作用时的不变量.(1)该同学还必须有的器材是(2) 需要直接测量的数据是(3) 根据课堂探究的不变量，本实验中表示碰撞前后不变量的表达式应为13.某同学设计如图(甲)所示的装置，通过半径相同的/、b两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变 量，图中"0是斜槽，0人为水平槽，实验时先使力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1()个落点痕迹，再把0球放在水平槽上靠近槽末 端的地方，让/球仍从位置g由静止开始滚下，和球碰撞后，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点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点，e球落点痕 迹如图(乙)所示，其中米尺水平放置，且平行于g、r. o所在的平面，米尺的零点与o点对齐.(1)碰撞后b球的水平射程是cm.(2) 在以下的选项中，本次实验必须进行的测量是.a. 水平槽上未放3球时，力球落点位置到o点的距离b.