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1、名校名 推荐1 实验：探究碰撞中的不变量1 (多选 )在利用摆球探究碰撞中的不变量实验中，如图1 所示，下列说法正确的是()图 1A 悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B应由静止释放小球，以便较准确地计算小球碰前的速度C两小球必须都是刚性球，且质量相同D两小球碰后可以粘合在一起共同运动答案ABD解析两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以A 正确；本实验中对小球的特性无要求， C 错误；两球正碰后，有各种运动情况，所以D 正确2 (多选 )对于实验最终的结论 m1v1m2 2 m1v1 m2 2，下列说法正确的是 ()vvA 仅限于一维碰撞B任何情况下m1v1 2 m2v2 2 m1v1 2
2、 m2v2 2 也一定成立C式中的v1、 v2、 v1、 v2都是速度的大小D式中的不变量是m1 和 m2 组成的系统的质量与速度乘积之和答案AD解析这个实验是在一维碰撞情况下设计的实验；系统的质量与速度的乘积之和在碰撞前后为不变量是实验的结论， 其他探究的结论情况不成立，而速度是矢量，应考虑方向故选项A 、 D 正确3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 m2110 g，挡光片宽度 d 为 3.00 cm ，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一1名校名 推荐起，如图 2 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
3、通过光电门的时间分别为t1 0.32s， t2 0.21 s则两滑块的速度大小分别为v1_m/s ， v2 _m/s( 保 留 三 位 有 效 数 字 ) 烧 断 细 线 前 m1 1 m2v2 v_kg m/s ， 烧 断 细 线 后m1 v1 m2v2 _kgm/ s.可 得 到 的 结 论 是_ (取向左为速度的正方向 )图 2答案0.0940.143 0 4在实验误差允许的误差范围内，两滑块质量与各自速2.5 10度的乘积之和为不变量解析两滑块速度v1 d 2 3.00 10m/s 0.094 m/s，t10.32 d 3.00 10 2v2 0.21m/s 0.143 m/ s，t
4、2烧断细线前 m1v1 m2v2 0烧断细线后 m1v m (0.1700.094 0.110 0.143) kg m/s 2.5 10 4kg m/s，122v在实验误差允许的误差范围内，m1v1 m2v2 m1v1 m2v24某同学用图 3 甲所示的装置通过半径相同的A、B 两球的碰撞来探究碰撞中的守恒量图中 SQ 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再把B 球放在水平槽上靠近末端的地方，让A 球仍从位置 G 由静止滚下，和B 球碰撞后， A、 B 两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
5、O 点是水平槽末端R 在记录纸上的垂直投影点B 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 所在平面，米尺的零点与O 点对齐(1) 碰撞后 B 球的水平射程ON 应取为 _ cm.图 3(2) 该同学在实验过程中记录了如下数据，设 A 球做平抛运动的时间为t，请根据数据求出两球碰撞前的质量与速度的乘积之和是_ ，两球碰撞后的质量与速度的乘积之和是_，由此得出的结论是_.2名校名 推荐mA/gmB/gOM /cmON/cmOP/cm20.010.015.247.9答案 (1)65.2 (2) 958.0 g cm956.0 g cm在误差允许的范围内，碰撞前后质量与速度的tt乘
6、积之和不变解析(1)水平射程是将10 个不同的落点用尽量小的圆圈起来，其圆心即为平均落点，从图乙上可读出约为65.2 cm.(2) A、B 两球在碰撞前后都做平抛运动，高度相同，在空中运动的时间相同，而水平方向都做匀速直线运动，其水平射程等于速度与落地时间t 的乘积OP47.9 cm碰撞前 A 球的速度为vA tt，碰撞前质量与速度的乘积之和为47.9 cm958.0 g cmmA vA 20.0 g tt.碰撞后 A 球的速度为 v OM 15.2 cm ，Att碰撞后 B 球的速度为vBON65.2 cm .tt碰撞后质量与速度的乘积之和为15.2 cm65.2 cm956.0 g cmm
7、AA mB B 20.0 g10.0 g .vvttt5某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图 4 甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、 弹射架等组成 在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔， 向导轨空腔内不断通入压缩空气， 压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上， 如图乙所示， 这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差图 4(1) 下面是实验的主要步骤：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；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并3名校名 推荐
8、固定在滑块1 的左端， 调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1 挤压导轨左端弹射架上的弹射装置；把滑块2(所用滑块1、2 如图丙所示 )放在气垫导轨的中间；先 _，然后 _ ，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出较理想的纸带如图丁所示；测得滑块 1(包括撞针 )的质量为 310 g，滑块 2(包括橡皮泥 )的质量为 205 g；试着完善实验步骤的内容(2) 已知打点计时器每隔 0.02 s 打一个点，通过计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为_ kgm/s ；两滑块相互作用后质量与速度的乘积之和为_kg m/ s.(保留三位有效数字)(
9、3) 试说明 (2) 问中两结果不完全相等的主要原因是_.答案 (1)接通打点计时器的电源放开滑块 1(2)0.620 0.618 (3) 纸带与打点计时器的限位孔间有摩擦解析 (2)相互作用前滑块1 的速度 v1 0.2 m/s 2 m/ s，其质量与速度的乘积为0.310 kg 20.10.168m/s 0.620 kg m/ s，相互作用后滑块 1 和滑块 2 具有相同的速度 v 0.14m/s 1.2 m/ s，其质量与速度的乘积之和为(0.310 kg 0.205 kg) 1.2 m/s 0.618 kg m/ s.6某同学把两个大小不同的物体用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧，如图5
10、 所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察两物体的运动情况，进行必要的测量，探究物体间相互作用时的不变量图 5(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_ 答案(1)刻度尺、天平(2) 两物体的质量m1、 m2 和两物体落地点分别到桌子两侧边缘的水平距离x1、 x2(3) m1 x1 m2x2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平抛运动的时间t 相4名校名 推荐等所需验证的表达式为m1v1 m2v2 ，等
11、式两侧都乘以时间t，有 m1v1tm2v2t，即 m1x1m2x2.7有甲、乙两辆小车，质量分别为m1 302 g、 m2 202 g ，甲小车拖有纸带，通过打点计时器记录它的运动情况，乙小车静止在水平桌面上，甲小车以一定的速度向乙小车运动，跟乙小车发生碰撞后与乙小车粘合在一起共同运动这个过程中打点计时器在纸带上记录的点迹如图 6 所示，在图上还标出了用刻度尺量出的各点的数据，已知打点计时器的打点频率为50 Hz.图 6(1) 从纸带上的数据可以得出：两车碰撞过程经历的时间大约为_ s； (结果保留两位有效数字 )(2) 碰前甲车的质量与速度的乘积大小为_ kg m/s ，碰后两车的质量与速度
12、的乘积之和为_ kgm/ s； (结果保留三位有效数字)(3) 从上述实验中能得出什么结论？答案 (1)0.10 (2)0.202 0.203(3) 在误差允许范围内，两车的质量与速度的乘积之和保持不变解析本题通过分析纸带来确定甲车速度的变化从纸带上0 点开始每0.02 s 内甲车位移分别为 13.2 mm 、13.5 mm 、13.5 mm 、12.6 mm 、11.7 mm、10.8 mm 、9.9 mm、9 mm、8.1 mm 、8 mm、 8 mm.(1) 从以上数据可知从第 3 点到第 8 点是碰撞过程， 则 t5 0.02 s0.10 s，该段时间内甲车做减速运动(2) 碰前甲车速度 v1 40.2 10 3 m/s 0.670 m/ s，碰前甲车质量与速度的乘积m1v13 0.020.302 kg 0.670 m/s 0.202kg m/s；碰后两车的速度v2 v1 v 118.3 94.21033 0.02m/s 0.402m/ s，碰后两车的质量与速度的乘积之和为(m1 m2 )v (0.302 0.202)0.402kg m/s 0.203 kg s. m/(3) 在误差允许范围内，两车的质量与速度的乘积之和保持不变5