题目内容
1．某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹簧架、光电门等组成．实验时，将气垫导轨调节水平并接通两个光电计时器，然后充气，把滑块2静止放在气垫导轨的中间，让滑块1通过弹射架运动起来去碰撞滑块2．实验结果如下：滑块1通过光电门1的挡光时间为△t1=10.01×10-3s，反弹后再次通过光电门1的挡光时间为△t2=30.00×10-3s；滑块2通过光电门2的挡光时间为△t3=15.09×10-3s．测出挡光片的宽度为d=5mm，测得滑块l（包括撞针）的质量为m1=100g，滑块2（包括弹簧）质量m2=200g．以下问题中，最终的计算结果均保留一位有效数字：
（1）气垫导轨的作用是a、导轨喷出许多气体让滑块与导轨不接触而悬浮其上，大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．b、保证两个滑块在一条直线上，碰撞是一维的．；
（2）两滑块组成的系统碰撞前的总动量为0.05kg•m/s，碰撞后的总动量为0.05kg•m/s；
（3）请你继续分析本实验，在误差允许的范围内，两滑块组成的系统碰撞前、后的总动能不变？答：不变（填“不变”或“变”）．
分析 根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门的瞬时速度大小，从而得出碰撞前的总动量和碰撞后的总动量大小．
根据动能公式求出碰撞前的总动能和碰撞后的总动能，判断总动能是否变化．
解答 解：（1）气垫导轨的作用：a、导轨喷出许多气体让滑块与导轨不接触而悬浮其上，大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．b、保证两个滑块在一条直线上，碰撞是一维的．
（2）滑块1碰撞之前的速度v1=$\frac{d}{△{t}_{1}}=\frac{5×1{0}^{-3}}{10.01×1{0}^{-3}}$≈0.50m/s；滑块1碰撞之后的速度v2=$\frac{d}{△{t}_{2}}=\frac{5×1{0}^{-3}}{30.00×1{0}^{-3}}$≈0.167m/s；滑块2碰撞后的速度v3=$\frac{d}{△{t}_{3}}=\frac{5×1{0}^{-3}}{15.09×1{0}^{-3}}$=0.33m/s；系统碰撞之前的动量m1v1=0.1×0.50kg•m/s=0.05kg•m/s；系统碰撞之后的动量为-m1v2+m2v3=-0.1×0.167+0.2×0.33≈0.05kg•m/s．
（3）碰撞前的总动能${E}_{k1}=\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{1}}^{2}=\frac{1}{2}×0.1×0.5{0}^{2}$≈0.012J；碰撞之后的总动能${E}_{k2}=\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{2}}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{2}{{v}_{3}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.1×0.16{7}^{2}+\frac{1}{2}×0.2×0.3{3}^{2}$≈0.012J．，所以碰撞前后总动能不变．
故答案为：（1）a、导轨喷出许多气体让滑块与导轨不接触而悬浮其上，大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．b、保证两个滑块在一条直线上，碰撞是一维的．
（2）0.05，0.05．
（3）不变．
点评 解决本题的关键知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度，知道碰撞前后动量守恒．知道碰撞前后总动能不变，则该碰撞为完全弹性碰撞．
备战中考寒假系列答案
两个质点甲与乙，同时由同一地点向同一方向做直线运动，它们的速度一时间图象如图所示．则下列说法中正确的是（ ）| A． | 第4 s末甲、乙将会相遇 | B． | 在第2 s末甲、乙将会相遇 | ||
| C． | 在2 s内，甲的平均速度比乙的大 | D． | 在第2 s内甲、乙位移相等 |
| A． | 4s内的平均速度是5m/s | |
| B． | 在第3s内和第4s内的平均速度都是7m/s | |
| C． | 第3s末的瞬时速度一定是7m/s | |
| D． | 前4s内该运动员可能是做匀加速直线运动 |
| A． | 运动员对跳板的压力方向竖直向下 | |
| B． | 跳板对运动员的作用力大小等于运动员的重力大小 | |
| C． | 运动员对跳板的压力大小大于跳板对她的支持力大小 | |
| D． | 运动员对跳板的压力是由于跳板发生形变而产生的 |
| A． | 火箭上升到最高点所用时间是40s | B． | 火箭前40s上升，以后下降 | ||
| C． | 火箭的加速度始终是20m/s2 | D． | 火箭离地最大的高度是60000m |