题目内容

【题目】利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,步骤如下:
①用天平测出滑块A、B的质量分别为200g和300g;
②安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
③向气垫导轨通入压缩空气;
④把A、B两滑块放到导轨上,并给他们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为△t=0.2s,照片如图所示:

结合实验过程和图象分析知:该图象是闪光4次摄得的照片,在这4次闪光的瞬间,A、B两滑块均在0﹣﹣80cm刻度范围内; 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; 碰撞后有一个物体处于静止状态. 设向右为正方向,试分析:
滑块碰撞时间发生在第一次闪光后s,碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是kgm/s,碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是kgm/s.

【答案】0.1;0.2;0.2
【解析】解:碰撞后A向左做匀速运动,设其速度为vA′,

所以有: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= = =0.1s;

设向右为正方向,碰撞前,B的速度大小为:vB= =0.5m/s,

A的速度为:vA=﹣ m/s=﹣1m/s,

则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和为:P1=mBvB+mAvA=0.2×0.5﹣0.3×1=﹣0.2kgm/s.

碰撞后,A静止,B速度为:vB′= =﹣1m/s,

则碰撞后两滑块的动量为:PB=﹣mBvB′=﹣0.2×1=﹣0.2kgm/s.

以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和

故答案为:0.1;0.2;0.2

根据匀速直线运动,位移速度时间之间的关系,列式求出速度再结合动量定理进行验证。

练习册系列答案
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【题目】在探究物体的加速度与合外力的关系实验中:

甲同学用下图甲装置:保持小车(含车中重物)的质量M不变,细线下端悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F,用打点计时器测出小车运动的加速度a

(1)关于实验操作,下列说法正确的是____________

A实验前应调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细线与木板平行

B平衡摩擦力时,在细线的下端悬挂钩码,使小车在线的拉力作用下能匀速下滑

C每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力

D实验时应先释放小车,后接通打点计时器电源

(2)图乙为实验中打出纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点ABCDE,相邻两个计数点时间间隔为T,测出各计数点间的距离x1x2x3x4。该同学用逐差法得到小车加速度的表达式a________

(3)改变细线下端钩码的个数,得到aF图象如图丙所示,造成图线上端弯曲的主要原因是____

A.平衡摩擦力过度 B.平衡摩擦力不够

C.没有满足M>>m的条件 D.描点连线不够准确

乙同学利用测力计测细线拉力,为方便读数设计如下图实验装置:装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上,用右端固定一个滑轮的滑块代替小车,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动。

(4)读出弹簧测力计的示数F,处理纸带,得到滑块运动的加速度a;改变钩码个数,重复实验。以弹簧测力计的示数F为纵坐标,以加速度a为横坐标,得到的图象是纵轴截距为b,斜率为k的一条倾斜直线,如图所示。已知重力加速度为g,忽略滑轮与绳之间的摩擦。根据以上条件可计算出滑块和木板之间的动摩擦因数μ________,滑块和与滑块固定的定滑轮的总质量M=________(要求(4)问中两个空均用bkg中的字母表示)。

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