题目内容

19．用如图1中实验器材“探究碰撞中的不变量”，在某次实验中得到一条纸带如图2所示，测得各计数点之间的距离已标在纸带上，打A点时甲车在推力作用下开始运动，则应选BC段来计算甲车的碰前速度，应选DE段来计算甲车和乙车碰后的共同速度（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）．若测得甲车的质量m1=0.4kg，乙车的质量m2=0.2kg，则此次碰撞过程中的不变量为动量（填物理量名称），理由为（根据实验数据进行计算说明）甲乙碰撞过程中，碰前动量值为0.420kgm/s，碰后动量值为0.417kgm/s，故误差允许范围内碰撞前后总动量守恒．

分析 （1）甲与乙碰后速度减小，通过纸带上相等时间内点迹的间隔大小确定哪段表示甲的速度，哪段表示共同速度．
（2）求出碰前和碰后的速度大小，得出碰前和碰后总动量的大小，从而得出结论．

解答 甲与乙碰后速度减小，通过纸带上相等时间内点迹的间隔大小确定哪段表示A的速度，哪段表示共同速度．求出碰前和碰后的速度大小，得出碰前和碰后总动量的大小，从而得出结论．

点评 解：甲与乙碰后粘在一起，速度减小，相等时间内的间隔减小，可知通过BC段来计算A的碰前速度，通过DE段计算A和B碰后的共同速度．
甲碰前的速度：v1=$\frac{\overline{BC}}{t}$=$\frac{10.50×1{0}^{-2}}{0.1}m/s$=1.05m/s
碰后共同速度：v2=$\frac{\overline{DE}}{t}$=$\frac{6.95×1{0}^{-2}}{0.1}m/s$=0.695m/s
碰前总动量：P1=m1v1=0.4×1.05=0.420kg．m/s
碰后的总动量：P2=（m1+m2）v2=0.6×0.695=0.417kg．m/s
可知在误差允许范围内，甲乙碰撞过程中，系统动量守恒，总动量不变．
故答案为：BC；DE；动量；甲乙碰撞过程中，碰前动量值为0.420kgm/s，碰后动量值为0.417kgm/s，故误差允许范围内碰撞前后总动量守恒．

练习册系列答案
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小球从空中自由下落，与水平地面第一次相碰后又弹到空中某一高度，其速度v随时间t变化的关系如图所示。若g=10m/s2，则：

A．小球第一次反弹后离开地面的速度大小为5m/s

B．小球反弹起的最大高度为0．45m

C．碰撞前后速度改变量的大小为2m/s

D．小球是从2．5m高处自由下落的
10．如图所示，一边长为L的立方体绝缘体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于左右面且过立方体中心O的轴线上有a、b、c三个点，a和b、b和O、O和c间的距离均为L，在a点处固定有一电荷量为q（q＜0）的点电荷．已知b点处的场强为零，则c点处场强的大小为（k为静电力常量）（　　）
A．k$\frac{8q}{9{L}^{2}}$B．k$\frac{Q}{{L}^{2}}$C．k$\frac{q}{{L}^{2}}$D．k$\frac{10q}{9{L}^{2}}$
7．某实验小组用如图所示的装置探究加速度与力和质量的关系，带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定．

（1）下列实验操作正确的是AC．
A．调整滑轮和弹簧测力计的高度，使细绳与长木板平行
B．穿过限位孔右侧的纸带可以随意扭转和下垂放置
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车，同时记录弹簧测力计的示数
D．实验中必须控制沙和沙桶的总质量远小于小车的质量．
（2）以弹簧测力计的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出的a-F图象可能正确的是B．

（3）若测出的a-F图象的斜率k及横轴交点的坐标为b，则小车的质量为$\frac{2}{k}$，小车及纸带在运动过程中受到的阻力为2b．
（4）该实验装置也可以粗略验证机械能守恒定律，若某次实验测得沙和沙桶的总质量为m，小车的质量为M，纸带上一点A到起点O的距离为s，A点的速度为v，则可以计算出系统增加的动能为$\frac{1}{2}M{v}^{2}+2m{v}^{2}$，系统减少的势能为2mgs，然后比较两者的关系，进行验证．
14．如图所示，一台理想变压器原线圈两端接正弦式交变电压．当原线圈两端电压为U1时，副线圈两端的电压为U2．若这台变压器副线圈匝数为n2，则原线圈匝数n1为（　　）
A．n2U1U2B．$\frac{{n}_{2}{U}_{1}}{{U}_{2}}$C．$\frac{{n}_{2}{U}_{2}}{{U}_{1}}$D．$\frac{{U}_{1}{U}_{2}}{{n}_{2}}$
4．如图所示，某同学制作了一个弹簧弹射装置，轻弹簧两端各放一个金属小球（小球与弹簧不连接），压缩弹簧并锁定，该系统放在内壁光滑的金属管中（管径略大于两球直径），金属管水平固定在离地面一定高度处，解除弹簧锁定，两小球向相反方向弹射，射出管时均已脱离弹簧，现要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能，并探究弹射过程遵循的规律，实验小组配有足够的基本测量工具，重力加速度大小取g，按下述步骤进行实验：

①用天平测出小球P和Q的质量分别为m1、m2；
②用刻度尺测出管口离地面的高度h；
③解除锁定记录两球在水平地面上的落点N、M；
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）除上述测量外，要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能，还需要测量的物理量是B
A．弹簧的压缩量△x
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（2）根据测量物理量可得弹性势能的表达式$\frac{{m}_{1}g{x}_{1}^{2}}{4h}+\frac{{m}_{2}g{x}_{2}^{2}}{4h}$．
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11．如图所示，质量分别为M1=0.48kg和M2=0.5kg的木块静置在光滑水平地面上，两木块间夹有一轻质弹簧，一粒质量m=0.02kg的弹丸以v0=150m/s的速度打入木块M1并停留在其中（打击时间极短），求：
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（　　）
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D．再过$\frac{T}{4}$后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱

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