2019高中物理第十六章課時(shí)1實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量對(duì)點(diǎn)練+鞏固練含解析新人教版.docx

課時(shí)1實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量一、選擇題1在氣墊導(dǎo)軌上進(jìn)行“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)首先應(yīng)該做的是()A給氣墊導(dǎo)軌通氣B給光電計(jì)時(shí)器進(jìn)行歸零處理C把滑塊放到導(dǎo)軌上D檢查擋光片通過(guò)光電門(mén)時(shí)是否能夠擋光計(jì)時(shí)答案A解析為保護(hù)氣墊導(dǎo)軌，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該先給它通氣。故A正確。2在用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，不需要測(cè)量的物理量是()A滑塊的質(zhì)量 B擋光的時(shí)間C擋光片的寬度 D光電門(mén)的高度答案D解析從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析，A、B、C三個(gè)選項(xiàng)都是必須要測(cè)量的物理量。故選D。3對(duì)于“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)最終的結(jié)論m1v1m2v2m1v1m2v2，下列說(shuō)法正確的是()A僅限于一維碰撞B任何情況下m1vm2vm1v12m2v22也一定成立C式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小D式中的不變量是m1和m2組成的系統(tǒng)的質(zhì)量與速度乘積的矢量和答案D解析這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然是在一維情況下設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，但結(jié)論具有普遍性，對(duì)各種碰撞均成立，A錯(cuò)誤；系統(tǒng)的質(zhì)量與速度乘積的矢量和在碰撞前后為不變量是實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，B項(xiàng)中的結(jié)論不成立，而速度是矢量，應(yīng)考慮方向。故B、C錯(cuò)誤，D正確。4(多選)在利用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中，下列哪些因素可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差()A導(dǎo)軌安放不水平 B滑塊上擋光板傾斜C兩滑塊質(zhì)量不相等 D兩滑塊碰后粘在一起答案AB解析導(dǎo)軌不水平將導(dǎo)致滑塊速度受重力作用影響，從而產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差，A正確；擋光板傾斜會(huì)導(dǎo)致?lián)豕獍鍖挾炔坏扔趽豕怆A段滑塊通過(guò)的位移，使滑塊的速度測(cè)量出現(xiàn)誤差，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差，B正確；實(shí)驗(yàn)中并不要求兩滑塊的質(zhì)量相等，C錯(cuò)誤；兩滑塊碰后粘在一起只意味著碰撞過(guò)程機(jī)械能損失最大，并不影響碰撞中的守恒量，D錯(cuò)誤。5(多選)用如圖所示的裝置探究碰撞中的不變量時(shí)，下列注意事項(xiàng)正確的是()AA球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，兩球的球心連線可以不水平BA球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，兩球的球心連線要水平C由靜止釋放A球，以便較準(zhǔn)確地計(jì)算小球碰撞前的速度D兩球必須都是剛性球，且質(zhì)量相同答案BC解析要保證碰撞是一維對(duì)心碰撞，必須保證碰撞時(shí)兩球的球心在同一高度，A錯(cuò)誤，B正確；由于計(jì)算碰撞前速度時(shí)用到了動(dòng)能定理：mghmv20，故要求初速度為0，即A球應(yīng)由靜止釋放，C正確；本實(shí)驗(yàn)中對(duì)小球是否有彈性及質(zhì)量是否相等均無(wú)要求，D錯(cuò)誤。6(多選)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究碰撞中的不變量，以下所提供的測(cè)量工具中必需的是()A直尺 B游標(biāo)卡尺C天平 D彈簧測(cè)力計(jì)答案AC解析實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量小球的質(zhì)量和速度，因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的落地高度不變，下落時(shí)間不變，所以，測(cè)量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移能夠替代速度的測(cè)量，因此，測(cè)量距離的直尺是必需的，A正確；天平用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量，C正確。二、非選擇題7如圖a所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛實(shí)驗(yàn)小車(chē)，甲車(chē)上系有一穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，當(dāng)甲車(chē)獲得水平向右的速度時(shí)，隨即啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，甲車(chē)運(yùn)動(dòng)一段距離后，與靜止的乙車(chē)發(fā)生球心對(duì)球心的一維碰撞并粘在一起運(yùn)動(dòng)，紙帶記錄下碰撞前甲車(chē)和碰撞后兩車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，如圖b所示，電源頻率為50 Hz，規(guī)定水平向右為正方向，則碰撞前甲車(chē)速度大小為_(kāi) m/s，碰撞后的共同速度大小為_(kāi) m/s。已測(cè)得甲小車(chē)的質(zhì)量m甲0.20 kg，乙小車(chē)的質(zhì)量m乙0.10 kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得：碰前各自質(zhì)量與速度乘積的矢量和為_(kāi) kgm/s；碰后各自質(zhì)量與速度乘積的矢量和為_(kāi) kgm/s。答案0.600.400.120.12解析電源頻率為50 Hz，則打點(diǎn)時(shí)間間隔：T0.02 s，由題圖b可知，碰撞前兩點(diǎn)間的距離x甲1.2 cm0.012 m；碰后兩點(diǎn)間的距離x甲0.8 cm0.008 m；規(guī)定水平向右為正方向，由圖示紙帶可知，碰撞前甲車(chē)的速度：v甲 m/s0.60 m/s，碰撞后甲車(chē)的速度：v甲 m/s0.40 m/s，碰撞前各自質(zhì)量與速度的乘積的矢量和為：m甲v甲0.200.60 kgm/s0.12 kgm/s，碰撞后各自質(zhì)量與速度的乘積的矢量和為：(m甲m乙)v甲(0.20.1)0.4 kgm/s0.12 kgm/s，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：在碰撞過(guò)程中，兩車(chē)質(zhì)量與速度的乘積的矢量和保持不變。8如圖所示，在實(shí)驗(yàn)室用兩端帶豎直擋板C、D的氣墊導(dǎo)軌和有固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A、B做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)把兩滑塊A、B緊貼在一起，在A上放質(zhì)量為m的砝碼，置于導(dǎo)軌上，用電動(dòng)卡銷(xiāo)(圖中未畫(huà)出)卡住A、B，在A、B的固定擋板間放入一彈簧，使彈簧處于水平壓縮狀態(tài)。(2)按下電鈕使電動(dòng)卡銷(xiāo)放開(kāi)，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)記錄兩滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間的電子計(jì)時(shí)器，A、B與擋板C、D相碰撞的同時(shí)，電子計(jì)時(shí)器自動(dòng)停止計(jì)時(shí)，記下A至C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和B至D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2。(3)重復(fù)幾次取t1、t2的平均值。在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意_；應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)還有_；只要關(guān)系式_成立，即可得出碰撞中守恒的量是各自質(zhì)量與速度乘積的矢量和。答案見(jiàn)解析解析(3)用水平儀測(cè)量使導(dǎo)軌水平；滑塊A左端至擋板C的距離L1，滑塊B右端至擋板D的距離L2；由于滑塊和氣墊導(dǎo)軌間的摩擦力很小，可認(rèn)為滑塊在導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此兩滑塊作用后的速度可分別表示為vA，vB若(Mm)M成立，則(Mm)vAMvB成立，即(Mm)vAMvB00，規(guī)定水平向左為正方向，則碰撞中的不變量是各自質(zhì)量與速度乘積的矢量和。9“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，入射小球m115 g，原來(lái)靜止的被碰小球m210 g，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得它們?cè)谂鲎睬昂蟮膞t圖象如圖所示，由圖可知，入射小球碰撞前的m1v1是_，入射小球碰撞后的m1v1是_，被碰小球碰撞后的m2v2是_。由此得出結(jié)論_。答案0.015 kgm/s0.0075 kgm/s00075 kgm/s碰撞中mv的矢量和是守恒量解析由題圖可知碰撞前入射小球m1的速度大?。簐1 m/s1 m/s，規(guī)定入射小球碰前速度方向?yàn)檎较颍瑒t碰撞前m1v10.0151 kgm/s0.015 kgm/s。碰撞后入射小球m1的速度大?。簐1 m/s0.5 m/s，碰后被碰小球m2的速度大?。簐2 m/s0.75 m/s，故m1v10.0150.5 kgm/s0.0075 kgm/s，m2v20.010.75 kgm/s0.0075 kgm/s，可知m1v1m1v1m2v2，即碰撞中mv的矢量和是守恒量。10某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)：在小車(chē)A的前端粘有橡皮泥，使小車(chē)A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止的小車(chē)B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖甲所示，在小車(chē)A后連接著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為50 Hz，長(zhǎng)木板墊著小木片以平衡摩擦力。(1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(標(biāo)在圖上)。A為運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)，則應(yīng)該選擇_段來(lái)計(jì)算小車(chē)A碰前的速度，應(yīng)選擇_段來(lái)計(jì)算小車(chē)A和小車(chē)B碰后的共同速度。(以上空格均選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)(2)已測(cè)得小車(chē)A的質(zhì)量m10.40 kg，小車(chē)B的質(zhì)量m20.20 kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得碰前m1v0_ kgm/s；碰后(m1m2)v共_ kgm/s。(保留三位有效數(shù)字)由此得出結(jié)論_。答案(1)BCDE(2)0.4200.417在誤差允許的范圍內(nèi)，一維碰撞中mv的矢量和是守恒的解析(1)分析紙帶上的點(diǎn)跡可以看出，BC段既表示小車(chē)A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，又表示小車(chē)A具有較大的速度，故BC段能準(zhǔn)確地描述小車(chē)A碰前的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)當(dāng)選擇BC段計(jì)算小車(chē)A碰前的速度，而DE段內(nèi)小車(chē)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，故應(yīng)選擇DE段計(jì)算碰后小車(chē)A和小車(chē)B的共同速度。(2)規(guī)定小車(chē)A碰撞前的速度方向?yàn)檎较?，小?chē)A碰撞前的速度：v0 m/s1.050 m/s小車(chē)A在碰撞前質(zhì)量與速度乘積：m1v00.401.050 kgm/s0.420 kgm/s碰撞后小車(chē)A和小車(chē)B的共同速度：v共 m/s0.695 m/s碰撞后小車(chē)A和小車(chē)B的總質(zhì)量與速度乘積：(m1m2)v共(0.400.20)0.695 kgm/s0.417 kgm/s結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，一維碰撞中mv的矢量和是守恒的。11某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌上滑塊間的碰撞來(lái)尋找物體相互作用過(guò)程中的“不變量”，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下(“、”表示速度方向)：實(shí)驗(yàn)1：使m1m20.25 kg，讓運(yùn)動(dòng)的m1碰靜止的m2，碰后兩個(gè)滑塊分開(kāi)，數(shù)據(jù)如表1。表1碰前碰后滑塊m1滑塊m2滑塊m1滑塊m2速度v/(ms1)0.110000.109(1)根據(jù)這組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可推知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)：碰前物體的速度的矢量和_(填“等于”或“不等于”)碰后物體的速度的矢量和；碰前物體的動(dòng)能之和_(填“等于”或“不等于”)碰后物體的動(dòng)能之和；碰前物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和_(填“等于”或“不等于”)碰后物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和。實(shí)驗(yàn)2：使m1m20.25 kg，讓運(yùn)動(dòng)的m1碰靜止的m2，碰后m1、m2一起運(yùn)動(dòng)，數(shù)據(jù)如表2。表2碰前碰后滑塊m1滑塊m2滑塊m1滑塊m2速度v/(ms1)0.14000.0690.069(2)根據(jù)這組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可推知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)：碰前物體的速度的矢量和_(填“等于”或“不等于”)碰后物體速度的矢量和；碰前物體的動(dòng)能之和_(填“等于”或“不等于”)碰后物體的動(dòng)能之和；碰前物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和_(填“等于”或“不等于”)碰后物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和。實(shí)驗(yàn)3：使2m1m20.5 kg，讓運(yùn)動(dòng)的m1碰靜止的m2，碰后m1、m2分開(kāi)。數(shù)據(jù)如表3。表3碰前碰后滑塊m1滑塊m2滑塊m1滑塊m2速度v/ (ms1),0.120,0,0.024,0.071(3)根據(jù)這組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可推知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)：碰前物體的速度的矢量和_(填“等于”或“不等于”)碰后物體速度的矢量和；碰前物體的動(dòng)能之和_(填“等于”或“不等于”)碰后物體的動(dòng)能之和；碰前物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和_(填“等于”或“不等于”)碰后物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和。(4)還進(jìn)行了其他情景的實(shí)驗(yàn)，最終在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的“不變量”是_。(5)在“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)論的說(shuō)明，正確的是_。A只需找到一種情景的“不變量”即可，結(jié)論對(duì)其他情景也同樣適用B只找到一種情景的“不變量”還不夠，其他情景未必適用C實(shí)驗(yàn)中要尋找的“不變量”必須在各種碰撞情況下都不改變D進(jìn)行有限次實(shí)驗(yàn)找到的“不變量”，具有偶然性，結(jié)論還需要檢驗(yàn)答案(1)等于等于等于(2)等于不等于等于(3)不等于不等于等于(4)質(zhì)量與速度乘積mv的矢量和(5)BCD解析(1)兩物體的質(zhì)量相同，從表格中數(shù)據(jù)看出，碰撞前后物體的速度矢量和相等，動(dòng)能之和相等，質(zhì)量與速度的乘積的矢量和相等。(2)碰前的速度矢量和為v10.140 m/s，碰后的速度矢量和為v20.069 m/s0.069 m/s0.138 m/s，在誤差允許的范圍內(nèi)，速度矢量和相等。碰前的動(dòng)能之和為：Ek10.250.1402 J2.45103 J，碰后的動(dòng)能之和為：Ek20.250.06922 J1.19103 J，在誤差允許的范圍內(nèi)動(dòng)能之和不相等。碰前的物體質(zhì)量與速度乘積的矢量和為：p10.250.140 kgm/s0.035 kgm/s，碰后的物體質(zhì)量與速度乘積的矢量和為：p20.250.0692 kgm/s0.0345 kgm/s，在誤差允許的范圍內(nèi)物體質(zhì)量與速度乘積的矢量和相等。(3)碰前的速度矢量和為v10.120 m/s，碰后的速度矢量和v20.024 m/s0.071 m/s0.047 m/s，知速度矢量和不相等。碰前的動(dòng)能之和Ek10.250.1202 J1.80103 J，碰后的動(dòng)能之和Ek20.250.0242 J0.50.0712 J1.33103 J，在誤差允許的范圍內(nèi)動(dòng)能之和不相等。碰前物體質(zhì)量與速度乘積的矢量和p10.250.12 kgm/s0.030 kgm/s，碰后物體質(zhì)量與速度乘積的矢量和p20.250.024 kgm/s0.50.071 kgm/s0.0295 kgm/s，則誤差允許的范圍內(nèi)，物體質(zhì)量與速度乘積的矢量和相等。(4)綜上所述，最終在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的“不變量”是物體質(zhì)量與速度乘積的矢量和。(5)在“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中，只找到一種情景的“不變量”還不夠，其他情景未必適用，必須在各種碰撞的情況下都不改變，有限次實(shí)驗(yàn)偶然性較大，得出的結(jié)論還需要檢驗(yàn)，故B、C、D正確，A錯(cuò)誤。12某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖甲所示的裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)探究碰撞過(guò)程中的不變量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作10次。圖中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，B球落點(diǎn)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(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊。(1)碰撞后B球的水平射程是_ cm。(2)在以下的選項(xiàng)中，本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量是_。A水平槽上未放B球時(shí)，A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離BA球與B球碰撞后，A、B兩球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離CA、B兩球的質(zhì)量DG點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度EA球和B球從拋出到落地的時(shí)間(3)若本實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出未放B球時(shí)A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離為xA，碰撞后A、B兩球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離分別為xA、xB，A、B兩球的質(zhì)量分別為mA、mB，則通過(guò)式子_即可驗(yàn)證A、B兩球碰撞中的不變量。答案(1)64.7(64.265.2均可)(2)ABC(3)mAxAmAxAmBxB解析(1)由于偶然因素的存在，重復(fù)操作時(shí)小球的落點(diǎn)不可能完全重合，如題圖乙所示，處理的辦法是用一個(gè)盡可能小的圓將“所有落點(diǎn)位置”包括在內(nèi)(其中誤差較大的位置可略去)，此圓的圓心即可看做小球10次落點(diǎn)的平均位置，則碰撞后B球的水平射程等于圓心到O點(diǎn)的距離，由題圖乙可得此射程約為64.7 cm。(2)由于A、B離開(kāi)水平槽末端后均做平拋運(yùn)動(dòng)，平拋高度相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，因此可以用平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移表示小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，沒(méi)有必要測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度及A球和B球從拋出到落地的時(shí)間，故A、B均正確，D、E錯(cuò)誤；要驗(yàn)證碰撞前后質(zhì)量與速度的乘積是否守恒，必須測(cè)量A、B兩球的質(zhì)量，C正確。(3)依題意知，碰撞前A球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為xA，碰撞后A、B做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移分別為xA、xB，由于碰撞前、后兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，因此通過(guò)式子mAxAmAxAmBxB即可驗(yàn)證A、B兩球碰撞中的不變量。13在氣墊導(dǎo)軌上進(jìn)行探究“碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用到的實(shí)驗(yàn)儀器除了光電門(mén)、滑塊、擋光片外還有_。答案光電計(jì)時(shí)器、天平解析該實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，從而計(jì)算出兩個(gè)物體碰撞前后的速度，因此儀器中應(yīng)該有光電計(jì)時(shí)器。測(cè)滑塊質(zhì)量需要天平。14.在用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，左側(cè)滑塊質(zhì)量m1170 g，右側(cè)滑塊質(zhì)量m2110 g，擋光片寬度為3.00 cm，兩滑塊之間有一壓縮的彈簧片，并用細(xì)線連在一起，如圖所示。開(kāi)始時(shí)兩滑塊靜止，燒斷細(xì)線后，兩滑塊分別向左、右方向運(yùn)動(dòng)。擋光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間分別為t10.32 s，t20.21 s。取向左方向?yàn)檎较?，則兩滑塊的速度分別為v1_ m/s，v2_ m/s。燒斷細(xì)線前m1v1m2v2_ kgm/s，燒斷細(xì)線后m1v1m2v2_ kgm/s。可得到的結(jié)論是_。答案0.0940.14302.5104在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，兩滑塊質(zhì)量與各自速度的乘積之和為不變量解析取向左為正方向，兩滑塊速度v1 m/s0.094 m/s，v2 m/s0.143 m/s。燒斷細(xì)線前m1v1m2v20燒斷細(xì)線后m1v1m2v2(0.1700.0940.1100.143) kgm/s2.5104 kgm/s，在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，m1v1m2v2m1v1m2v2。15用如圖所示裝置來(lái)探求碰撞中的不變量，質(zhì)量為mB的鋼球B放在小支柱N上，球離地面高度為H；質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線拴好懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)細(xì)線被拉直時(shí)O點(diǎn)到球心的距離為L(zhǎng)，且細(xì)線與豎直線之間夾角為；球A由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直方向夾角為處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫(xiě)紙的白紙D，用來(lái)記錄球B的落點(diǎn)。(1)用圖中所示各個(gè)物理量的符號(hào)表示碰撞前后兩球A、B的速度(設(shè)兩球A、B碰前的速度分別為vA、vB；碰后速度分別為vA、vB)，則vA_；vA_；vB_；vB_。(2)請(qǐng)你提供兩條提高實(shí)驗(yàn)精度的建議：_。答案(1)0s(2)見(jiàn)解析解析(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有mAvmAgL(1cos)可得vA碰撞后，同理可得vA由題意，碰撞前vB0碰撞后小球B做平拋運(yùn)動(dòng)，可得gt2HvBts解得vBs。(2)讓球A多次從同一位置擺下，求B球落點(diǎn)的平均位置；角取值不要太??；兩球A、B質(zhì)量不要太??；球A質(zhì)量要盡量比球B質(zhì)量大。16某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)。氣墊導(dǎo)軌裝置如圖a所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊1拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的彈簧；把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；先_，然后_，讓滑塊1帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；取下紙帶，重復(fù)步驟，選出理想的紙帶如圖b所示；測(cè)得滑塊1的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g。完善實(shí)驗(yàn)步驟的內(nèi)容。(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前質(zhì)量與速度的乘積的矢量和為_(kāi) kgm/s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積的矢量和為_(kāi) kgm/s。(保留三位有效數(shù)字)(3)試說(shuō)明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_。答案(1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源放開(kāi)滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間有摩擦解析(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)滑塊1。(2)v0 m/s2 m/s，作用前質(zhì)量與速度的乘積的矢量和為滑塊1的質(zhì)量與速度的乘積，m1v00.3102 kgm/s0.620 kgm/s。作用后質(zhì)量與速度的乘積的矢量和為滑塊1和滑塊2的質(zhì)量與速度的乘積和，且此時(shí)兩滑塊具有相同的速度v，v m/s1.2 m/s，(m1m2)v(0.3100.205)1.2 kgm/s0.618 kgm/s。(3)存在誤差的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間有摩擦。17某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)。入射球與被碰球半徑相同。(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡。再把B球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自落點(diǎn)的痕跡。記錄紙上的O點(diǎn)是重垂線所指的位置，M、P、N分別為落點(diǎn)的痕跡。未放B球時(shí)，A球落地點(diǎn)是記錄紙上的_點(diǎn)。(2)釋放多次后，取各落點(diǎn)位置的平均值，測(cè)得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)的距離：OM13.10 cm，OP21.90 cm，ON26.04 cm。用天平稱(chēng)得入射小球A的質(zhì)量m116.8 g，被碰小球B的質(zhì)量m25.6 g。若將小球質(zhì)量與水平位移的乘積作為“動(dòng)量”，請(qǐng)將下面的數(shù)據(jù)處理表格填寫(xiě)完整。OP/mOM/mON/m碰前總“動(dòng)量”p/kgm碰后總“動(dòng)量”p/kgm相對(duì)誤差100%0.21900.13100.26043.68103根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為能得到的結(jié)論是：_。(3)實(shí)驗(yàn)中可以將表達(dá)式m1v1m1v1m2v2轉(zhuǎn)化為m1s1m1s1m2s2來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，其中s1、s1、s2為小球平拋的水平位移。可以進(jìn)行這種轉(zhuǎn)化的依據(jù)是_。(請(qǐng)選擇一個(gè)最合適的答案)A小球飛出后的加速度相同B小球飛出后，水平方向的速度相同C小球在空中水平方向都