题目内容
【题目】某同学利用气垫导轨上滑块间的碰撞来寻找物体相互作用过程中的“不变量”，实验装置如图所示，实验过程如下（“＋、－”表示速度方向）：
实验1 使m1＝m2＝0.25kg，让运动的m1碰静止的m2，碰后两个滑块分开．数据如表1．
表1
碰前 | 碰后 | |||
滑块m1 | 滑块m2 | 滑块m1 | 滑块m2 | |
速度v/（m·s-1） | ＋0.110 | 0 | 0 | ＋0.109 |
（1）根据这个实验可推知，在实验误差允许的范围内：
①碰前物体的速度________（填“等于”或“不等于”）碰后物体的速度；
②碰前物体的动能________（填“等于”或“不等于”）碰后物体的动能；
③碰前物体的质量m与速度v的乘积mv________（填“等于”或“不等于”）碰后物体的质量m与速度v的乘积mv．
实验2 使m1＝m2＝0.25kg，让运动的m1碰静止的m2，碰后m1、m2一起运动．数据如表2．
表2
碰前 | 碰后 | |||
滑块m1 | 滑块m2 | 滑块m1 | 滑块m2 | |
速度v/（m·s-1） | ＋0.140 | 0 | ＋0.069 | ＋0.069 |
（2）根据这个实验可推知
①碰前物体的速度________（填“等于”或“不等于”）碰后物体速度的矢量和；
②碰前物体的动能________（填“等于”或“不等于”）碰后物体动能的和；
③碰前物体的质量m与速度v的乘积mv________（填“等于”或“不等于”）碰后物体的质量m与速度v的乘积mv的矢量和．
实验3 使2m1＝m2＝0.5kg，让运动的m1碰静止的m2，碰后m1、m2分开．数据如表3．
表3
碰前 | 碰后 | |||
滑块m1 | 滑块m2 | 滑块m1 | 滑块m2 | |
速度v/（m·s-1） | ＋0.120 | 0 | －0.024 | ＋0.071 |
（3）根据实验数据可推知，在误差允许范围内：
①碰前物体的速度________（填“等于”或“不等于”）碰后物体速度的矢量和；
②碰前物体的动能________（填“等于”或“不等于”）碰后物体动能的和；
③碰前物体的质量m与速度v的乘积mv________（填“等于”或“不等于”）碰后物体的质量m与速度v的乘积mv的矢量和．
（4）还进行了其他情景的实验，最终在实验中发现的“不变量”是________．
（5）在“探究碰撞中的不变量”实验中，关于实验结论的说明，正确的是________．
A．只需找到一种情景的“不变量”即可，结论对其他情景也同样适用
B．只找到一种情景的“不变量”还不够，其他情景未必适用
C．实验中要寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变
D．进行有限次实验找到的“不变量”，具有偶然性，结论还需要检验
【答案】 等于 等于 等于 等于 不等于 等于 不等于 不等于 等于 质量和速度的乘积 BCD
【解析】（1）从表格中数据看出，碰撞前后的质量相同，碰撞前后物体的速度与碰撞后速度相等，动能相等，动量相等．
（2）碰前的速度为v1=0.140m/s，碰后的速度为v2=0.069+0.069m/s=0.138m/s，在误差允许的范围内，速度相等．碰前的动量为：P1=0.25×0.140kg．m/s=0.035kg．m/s碰后的动量为：P2=0.25×0.069×2kg．m/s=0.0345kg．m/s，在误差允许的范围内动量相等．碰前的动能为：
碰后的动能为：
,在误差允许的范围内动能不相等．
（3）碰前的速度为v1=0.120m/s，碰后的速度v2=-0.024+0.070m/s=0.046m/s，知速度不相等．碰前的动能
．碰后的动能
，在误差允许的范围内动能不等．碰前的动量P1=0.25×0.12kg．m/s=0.03kg．m/s，碰后的动量P2=-0.25×0.024+0.5×0.07=0.029kg．m/s，则误差允许的范围内，动量相等．综上所述，最终在实验中发现的“不变量”是动量．
（4）在“探究碰撞中的不变量”实验中，只找到一种情景的“不变量”还不够，其他情景未必适用，必须在各种碰撞的情况下都不改变，有限次实验偶然性较大，得出的结论需要检验．故BCD正确，A错误.
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