题目内容

A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）．用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如图所示．已知闪光的时间间隔为△t，而闪光本身持续时间极短，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0～80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过x=55cm处，滑块B恰好通过x=70cm处，则
（1）碰撞发生在x=
60cm
60cm
处
（2）碰撞发生在第一次闪光后
△t
2
△t
2
秒； 
（3）设两滑块的质量之比为mA：mB=2：3，试分析碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和是否相等？
是
是
（填“是”或者“不是”）
分析：（1）由图可知，第2、3、4次闪光时B未发生移动，则唯一解释为B发生碰撞后速度为0．易知碰撞处为60cm
（2）碰撞后A向左做匀速运动，设其速度为vA′，根据图象求出vA′，碰撞到第二次闪光时A向左运动10cm，时间为t′，有VA′?t′=10，第一次闪光到发生碰撞时间为t，有t+t′=△t，即可求出时间．
（3）通过计算，分析碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和是否相等．
解答：解：（1）碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间，碰撞后B静止，故碰撞发生在x=60cm处．
（2）碰撞后A向左做匀速运动，设其速度为vA′，
所以vA′?△t=20，
碰撞到第二次闪光时A向左运动10cm，时间为t′
有vA′?t′=10，
第一次闪光到发生碰撞时间为t，
有t+t′=△t，
得t=
△t
2

（3）碰撞前，A的速度大小为：vA=
5
1
2
△t
=
10
△t
；B的速度大小为vB=
10
1
2
△t
=
20
△t
；
取向左为正方向，设mA=2m，mB=3m，
则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和为-2mvA+3mvB=-2m
10
△t
+3m
20
△t
=
40m
△t
；
碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和为2mvA′=2m
20
△t
=
40m
△t

故碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和相等．
故答案为：
（1）60cm；（2）
1
2
△t； （3）是．
点评：该题考查了同学们读图的能力，要能从图象中得出有效信息，难度适中．
练习册系列答案
相关题目
某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，④用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，⑤改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验．记录的数据及相关计算如下表：

实验次数 1 2 3 4 5
F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
t/（ms） 28.6 23.3 20.2 18.1 16.5
t2/（ms）2 818.0 542.9 408.0 327.6 272.25
t-2/[×10-4（ms）-2] 12.2 18.4 24.5 30.6 36.7
（1）若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示，则遮光条的宽度d=
1.050
1.050
cm，第一次测量中小车经过光电门时的速度为
0.37
0.37
m/s（保留两位有效数字）
（2）实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t关系式为
a=
d2
2st2
a=
d2
2st2
．
（3）本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出
F～
1
t2
F～
1
t2
的关系图象，请作出该图线．
（4）根据作出的图象，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是
没有将气垫导轨调节水平
没有将气垫导轨调节水平
．
某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，④用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，⑤改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验．记录的数据及相关计算如下表：

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实验次数 1 2 3 4 5
F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
t/（ms） 28.6 23.3 20.2 18.1 16.5
t2/（ms）2 818.0 542.9 408.0 327.6 272.25
t-2/[×10-4（ms）-2] 12.2 18.4 24.5 30.6 36.7
（1）若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示，则遮光条的宽度d=______cm，第一次测量中小车经过光电门时的速度为______m/s（保留两位有效数字）
（2）实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t关系式为______．
（3）本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出______的关系图象，请作出该图线．
（4）根据作出的图象，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是______．

一物理兴趣小组用以下装置测量滑块与长为L=1m的轨道之间的滑动摩擦因数以及探究滑块在沿轨道向上运动时所受合力做功与动能变化的关系。

（1） 测量滑块与轨道之间的滑动摩擦因数。

轨道上安装有两个光电门，其中光电门1的位置可移动。当一带有宽度为d=1cm的遮光条的滑块自轨道上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光条通过光电门1、2所用的时间分别为Δt1 、Δt2 。使滑块以一定初速度下滑，调节轨道右端距桌面的高度，最终使Δt1 =Δt2 ，并用米尺测量出轨道右端距桌面的高度h=25cm ；则滑块与轨道之间的滑动摩擦因数 μ=________；

（2） 探究滑块在沿轨道向上运动时所受合力做功与动能变化的关系。

撤掉光电门2，保持实验（1）中h不变，在轨道右端安装一光滑的定滑轮，用细绳连接滑块与力传感器（与电脑相连，其所受拉力可直接由电脑显示），细线横跨过定滑轮，传感器连接一重物，如图所示，操作：遮光条与光电门1距离x可从刻度尺上读出，通过改变光电门的位置，来获得多组数据；每次均由轨道底（低）（此处最好改为同一位置）端无初速度释放滑块，与光电门相连的计时器显示出每次遮光条通过光电门1所用的时间Δt，并做好记录，如下表所示

 

第一次

第二次

第三次

第四次

x(cm)

10.0

22.6

50.0

62.4

Δt(s)

0.0101

0.0067

0.0045

0.0040

V(m/s)

0.99

1.50

2.24

 

①请你根据以上题干中及图表内的信息，求解第四次实验中获得的速度= ________；（保留三位有效数字）

②要验证受合力做功与动能变化的关系，还需要测出的物理量是（      ）

A．力学传感器的质量

B . 滑块与遮光条的质量

C．重物的质量

D. 滑块每次从静止开始滑到光电门所用的时间

③一位同学每次实验得到力传感器的数值都为19.8N，并根据以上图表中数据做出了v2----x图像，如图所示。根据图像请你求出滑块的质量M=________；（重力加速度g=9.8m/s2）

 
某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，④用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，⑤改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验．记录的数据及相关计算如下表：

实验次数12345
F/N0.490.981.471.962.45
t/（ms）28.623.320.218.116.5
t2/（ms）2818.0542.9408.0327.6272.25
t-2/[×10-4（ms）-2]12.218.424.530.636.7
（1）若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示，则遮光条的宽度d=    cm，第一次测量中小车经过光电门时的速度为    m/s（保留两位有效数字）
（2）实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t关系式为    ．
（3）本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出    的关系图象，请作出该图线．
（4）根据作出的图象，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是    ．
某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，④用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，⑤改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验．记录的数据及相关计算如下表：

实验次数12345
F/N0.490.981.471.962.45
t/（ms）28.623.320.218.116.5
t2/（ms）2818.0542.9408.0327.6272.25
t-2/[×10-4（ms）-2]12.218.424.530.636.7
（1）若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示，则遮光条的宽度d=    cm，第一次测量中小车经过光电门时的速度为    m/s（保留两位有效数字）
（2）实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t关系式为    ．
（3）本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出    的关系图象，请作出该图线．
（4）根据作出的图象，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是    ．

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