题目内容

物理小组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Δt="0.2s." 照片如图所示:

该组同学结合实验过程和图像分析知:该图像是闪光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. 请问:
a.以上情况说明碰后  (选填A或B)物体静止,滑块碰撞位置发生在  cm处;
b.滑块碰撞时间发生在第一次闪光后     s;
c设向右为正方向,试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是     kg·m/s,碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是         kg·m/s,以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是         
a. B ; 60   b. 0.1   c. -0.2  , -0.2 , 碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和保持不变 

试题分析:a.以上情况看出第二次、第三次和第四次闪光时,物体B的位置始终在x=60cm处,说明碰后B物体静止,滑块碰撞位置发生在60cm处;b.第一次闪光时A的位置在x=55cm处,第二次闪光时A在x=50cm处,说明碰前位移5cm,碰后位移10cm,由图可知:,所以,所以滑块碰撞时间发生在第一次闪光后0.1s;c.设向右为正方向,碰前A的速度,A的动量PA=mAvA="0.2×0.5Kg·m/s=0.1" Kg·m/s;碰前B的速度,B的动量PB=mBvB="0.3×(-1)Kg·m/s=-0.3" Kg·m/s,碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是-0.2kg·m/s;碰后A的速度,A的动量P/A=mAv/A="0.2×(-1)Kg·m/s=-0.2" Kg·m/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保持不变。
练习册系列答案
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现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。

⑴填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t。
②用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度a=            
③用米尺测量A1相对于A2的高度h,设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=               
④改变             ,重复上述测量。
⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线,则可验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
⑵在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0
②进行⑴中的各项测量。
③计算与作图时用(h-h0)代替h
对此方案有以下几种评论意见:
A.方案正确可行。
B.方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。
C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关。
其中合理的意见是              

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