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精英家教网“探究碰撞中的不变量”的实验中,入射小球m1=15g,原来静止的被碰小球m2=10g,由实验测得它们在碰撞前后的x-t图象如图所示,由图可 知,入射小球碰撞前的m1v1
 
,入射小球碰撞后的m1v1
 
,被碰小球碰撞后的m2v2
 
,由此得出结论
 
分析:由速度图象求出小球的位移与对应的时间,由速度公式求出小球的速度,然后根据动量的计算公式求出小球的动量,最后分析实验数据得出实验结论.
解答:解:由图象可知,碰前入射小球的速度:
v1=
s1
t1
=
0.2m
0.2s
=1m/s,
碰后入射球的速度:
v1′=
s1
t1
=
0.3m-0.2m
0.4s-0.2s
=0.5m/s,
被碰球碰后的速度:
v2=
s2
t2
=
0.35m-0.2m
0.4s-0.2s
=0.75m/s,
入射球碰前的动量:p=m1v1=0.015kg?m/s,
入射小球碰撞后的m1v1′=0.0075kg/s,
被碰小球碰撞后的:m2v2=0.0075kg?m/s,
碰后系统的总动量:p′=m1v1′+m2v2′=0.015kg?m/s.
通过计算发现:两小球碰撞前后的动量相等,即:碰撞中mv的矢量和是守衡的量.
故答案为:0.015kg?m/s;0.0075kg?m/s;0.0075kg?m/s;碰撞中mv的矢量和是守衡的量.
点评:本题考查了实验数据分析,由图象求出小球的位移与对应的时间,应用速度公式与动量的计算公式即可正确解题.
练习册系列答案
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为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量),某同学选取了两个材质相同,体积不等的立方体滑块A和B,按下述步骤进行实验:
步骤1:在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣,以便二者相撞以后能够立刻结为整体;
步骤2:安装好实验装置如图甲,铝质轨道槽的左端是倾斜槽,右端是长直水平槽,倾斜槽和水平槽由一小段弧连接,轨道槽被固定在水平桌面上,在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机;
步骤3:让滑块B静置于水平槽的某处,滑块A从斜槽某处由静止释放,同时开始频闪拍摄,直到A、B停止运动,得到一幅多次曝光的数码照片;
步骤4:多次重复步骤3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出来,将刻度尺紧靠照片放置,如图乙所示.
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(1)由图分析可知,滑块A与滑块B碰撞发生的位置
 

①在P5、P6之间
②在P6
③在P6、P7之间
(2)为了探究碰撞中动量是否守恒,需要直接测量或读取的物理量是
 

①A、B两个滑块的质量m1和m2
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的S45、S56和S67、S78
⑥照片上测得的S34、S45、S56和S67、S78、S89
⑦滑块与桌面间的动摩擦因数
写出验证动量守恒的表达式
 

(3)请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议:
 

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