在用气垫导轨进行探究物体碰撞的实验中,如何利用光电门来确定碰撞前后的速度? |
如图所示,在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有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,在与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与挡板C和D碰撞同时,电子计时器自动停表,记下A至C运动时间t1,B至D运动时间t2。 ③重复几次取t1、t2的平均值。 请回答以下几个问题: (1)在调整气垫导轨时应注意_________; (2)应测量的数据还有_________; (3)作用前A、B两滑块速度与质量乘积之和为_________,作用后A、B两滑块速度与质量乘积之和为_________。 |
某同学设计了一个用打点计时器探索碰撞中不变量的实验:在小车A的前端装有橡皮泥,推动小车A使之匀速运动,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,他设计的装置如图所示,在小车A的后面连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50 Hz,长木板的一端下垫着小木片用以平衡摩擦力。 |
(1)若已得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间距标在下图上,A为运动起始的第一个点,则应选________段来计算A碰前速度,应选________段来计算A和B碰后的共同速度。 |
(2)已测得小车A质量为m1=0.40 kg,小车B的质量为m2=0.20 kg,由以上测量可得: 碰前两车质量与速度乘积之和=________kg·m/s; 碰后两车质量与速度乘积之和=________kg·m/s。 (3)结论____________________________________________。 |
某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找不变量,图中PQ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,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B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是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点,P为未放被碰小球B时A球的平均落点,M为与B球碰后A球的平均落点,N为被碰球B的平均落点,若B球落点痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置,且平行于OP,米尺的零点与O点对齐。 |
(1)碰撞后B球的水平射程应为____cm。 (2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答:____(填选项号)。 A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离 B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离 C.测量A球或B球的直径 D.测量A球和B球的质量 E.测量G点相对于水平槽面的高度 (3)实验中,对入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是 |
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A.释放点越低,小球受阻力越小,入射小球速度越小,误差越小 B.释放点越低,两球碰后水平位移越小,水平位移测量的相对误差越小,两球速度的测量越准确 C.释放点越高,两球相碰时,相互作用的内力越大,碰撞前后动量之差越小,误差越小 D.释放点越高,入射小球对被碰小球的作用越大,轨道对被碰小球的阻力越小 |
某同学利用如图所示的装置进行验证动量守恒的实验: |
①先测出滑块A、B的质量M、m及滑块与桌面的动摩擦因数μ,查出当地的重力加速度g; ②用细线将滑块A、B连接,使A、B间的弹簧处于压缩状态,滑块B紧靠在桌边; ③剪断细线,测出滑块B做平抛运动落地时的水平位移为x1,滑块A沿桌面滑行距离为x2。 为验证动量守恒,写出还须测量的物理量及表示它的字母____________,如果动量守恒,须满足的关系是____________。 |
在用气垫导轨探究碰撞中的不变量时,不需要测量的物理量是 |
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A.滑块的质量 B.挡光的时间 C.挡光片间的距离 D.光电门的高度 |
在气垫导轨上进行“验证动量守恒定律”实验时首先应该做的是( ) |
A.给气垫导轨通气 B.给光电计时器进行归零处理 C.把滑块放到导轨上 D.检查挡光片通过光电门时是否能够挡光计时 |
不定项选择 |
若用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验时,下列哪些操作是正确的( ) |
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 |
不定项选择 |
关于打点计时器使用的电源,下列叙述哪些是正确的( ) |
A.火花式打点计时器使用低压交流电源,电磁式打点计时器使用低压直流电源 B.火花式打点计时器使用220 V交流电源,电磁式打点计时器使用220 V直流电源 C.火花式打点计时器使用220 V直流电源,电磁式打点计时器使用低压交流电源 D.火花式打点计时器使用220 V交流电源,电磁式打点计时器使用低压交流电源 |
不定项选择 |
在做碰撞中的动量守恒实验时,实验条件是( ) |
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 |
质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移-时间图像如图所示,由图有以下说法:①碰撞前两物体动量相同;②质量m1等于质量m2;③碰撞后两物体一起做匀速直线运动;④碰撞前两物体动量大小相等、方向相反,其中正确的是( ) |
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A.①② B.②③ C.②④ D.③④ |
“实验:探究碰撞中的不变量”的基本思路是: (1)______________________________; (2)______________________________。 |
在“实验:探究碰撞中的不变量”中需考虑的问题有: (1)碰撞必须包括各种情况的碰撞; (2)用________测物体的质量; (3)用________或__________测算碰撞前后物体的速度。 |
如图所示,A、B两摆摆长分别为L1和L2,摆球质量分别为m1和m2,且m1<m2,静止时,两球在悬点正下方刚好接触,现将A摆在纸平面内向左拉离平衡位置,使摆线水平,然后释放。当A摆摆在最低点时两球碰撞,碰后,A球被反弹,反弹后最大偏角为α,B球向右摆动,最大偏角为β,则碰撞过程中一定守恒的是________(选填“动能”或“动量”),守恒的关系式为____________。 |
某同学利用两个半径相同的小球及斜槽探索碰撞中的“不变量”实验,把被碰小球M1置于斜槽末端处,如图,所测得数据如下表: |
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(1)若把平抛时间设为单位时间1s,则碰前M2与其速度v2的乘积为M2V2=______kg·m/s,碰后各自质量与其速 度的乘积之和M2V2'+M1v1'=____kg·m/s。 (2)实验结论是_________________。 |
“验证动量守恒定律”(装置如图所示)。 (1)为了避免碰撞后入射的小球反弹到斜槽上而引起系统误差,入射小球的质量m1与被撞小球的质量m2的关系是m1_________(填“大”、“小”或“等”)于m2(两小球大小相等,直径已量出为d)。 |
(2)为了保证入射小球水平抛出,必须调整斜槽,使_________。 (3)现提供以下实验步骤: A.确定铅锤对应点O B.不放m2,让m1从斜槽滚下,确定它落地点的位置P (地上有复写纸、白纸) C.放m2于立柱上,让m1从斜槽滚下,与m2正碰后,确定m1、m2落地点的位置M、N D.量OM,OP,ON E.看m1OM+m2ON与m1OP是否相等,以验证动量守恒定律 指出上述步骤的不完善之处:答:___________________________ |
用气垫导轨做实验,某一滑块通过光电门时,双挡光片两次挡光的记录为284.1ms、294.6 ms,测得挡光片的挡光距离为5 cm,则此滑块的速度多大? |
水平光滑桌面上有A、B两个小车,质量分别是0.6 kg和0.2 kg。A车的车尾拉着纸带,A车以某一速度与静止的B车碰撞,碰后两车连在一起共同向前运动,碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示,根据这些数据,请猜想:把两小车加在一起计算,有一个什么物理量在碰撞前后是相等的? |
如图所示,已知A、B之间的质量关系是mB=1.5mA,拍摄共进行了4次,第一次是在两滑块相撞之前,以 后的三次是在碰撞之后,A原来处于静止状态,设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10 cm至105 cm这段范围内运动(以滑块上的箭头位置为准),试根据闪光照片(闪光时间间隔为0.4s),求出: (1)A、B两滑块碰撞前后的速度各为多少? (2)根据闪光照片分析说明:两滑块碰撞前后,两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量? |