题目内容
【题目】利用图甲所示的装置探究碰撞中的不变量,在图甲中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间,实验测得滑块A质量m1=0.280kg,滑块B的质量m2=0.110kg,遮光片的宽度d=0.50cm;打点计时器所用的交流电的频率为f=50Hz,将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与静止的B相碰;碰后光电计时器显示的时间为△tB=2.500ms,碰撞后打出的纸带如图乙所示
(1)在该实验方案中,下列说法正确的是____
A.调节气垫导轨,确保导轨水平
B.滑块A的初始位置应尽可能靠近滑块B
C.遮光片的宽度适当窄一些有利于减小误差
D.滑块A和滑块B的质量交换也可完成该实验
(2)两滑块碰撞前A滑块的速度大小为____m/s,两滑块碰撞后B滑块的速度大小为____m/s;(结果保留三位有效数字)
(3)碰撞后滑块A的质量和速度的乘积大小为____kg·m/s;(结果保留三位有效数字)
(4)通过实验采集到的数据可得,在误差允许的范围内,A、B两个滑块碰撞过程中的不变量是____
【答案】AC 1.90 2.00 0.308 两滑块总动量
【解析】
(1)[1]A.导轨水平,可以消除重力分力的影响,故A正确;
B.滑块A的初始位置越靠近B,不利于滑块A碰前的初速度计算,故B错误;
C.遮光片的宽度适当窄些,处理滑块的速度越准确,故C正确;
D.由于A的质量较大,如果交换质量,有可能使A反弹,则不能完成该实验,故D错误。
故选AC;
(2)[2]由图乙所示纸带可知,碰撞前A的速度
[3]两滑块碰撞后B滑块的速度大小
;
(3)[4]碰撞后滑块A的速度为
碰撞后滑块A的质量和速度的乘积大小为
;
(4)[5]碰撞后滑块B的质量和速度的乘积大小为
碰撞前滑块A的质量和速度的乘积大小为
碰撞后滑块A、B的质量和速度的乘积之和为
所以在误差允许的范围内,A、B两个滑块碰撞过程中的不变量是两滑块与速度乘积之和即总动量。