2、______________________________________________．
2．2012·東城模擬“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)采用以下兩種實(shí)驗(yàn)方案：
圖S7－1
(1)如圖S7－1所示為氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上的兩滑塊質(zhì)量相等，兩滑塊上的擋光片寬度相同．現(xiàn)將氣墊導(dǎo)軌水平放置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中用滑塊甲撞擊靜止在導(dǎo)軌上的滑塊乙，碰撞前滑塊乙處于靜止?fàn)顟B(tài)．第一次在兩滑塊碰撞端安上彈簧片，第二次在兩滑塊碰撞端粘上橡皮泥．兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊甲碰前通過(guò)光電門(mén)計(jì)時(shí)裝置記錄的擋光片的擋光時(shí)間相等，碰后滑塊乙第一次和第二次通過(guò)光電門(mén)計(jì)時(shí)裝置記錄的擋光片擋光時(shí)間分別為t1、t2
3、.通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這兩次碰撞均遵守動(dòng)量守恒定律，請(qǐng)你判斷t1、t2的關(guān)系應(yīng)為t1______(選填“＞”“＜”或“＝”)t2.
(2)若大小相等的入射小球和被碰小球的質(zhì)量均已知，利用如圖S7－2所示的裝置和器材做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，還需要的器材是________．
圖S7－2
3．2011·宜興模擬某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究“動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)：在小車(chē)A的前端粘有橡皮泥，在小車(chē)A后連著紙帶，推動(dòng)小車(chē)A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車(chē)B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖S7－3甲所示．
圖S7－3
(1)長(zhǎng)木板右端下面墊放一小木片
4、的原因是______________________．
(2)若已獲得的打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距分別記為AB、BC、CD和DE，用天平測(cè)得A、B兩車(chē)的質(zhì)量分別為mA、mB，則需驗(yàn)證的表達(dá)式為：______________________________．
4．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，在小車(chē)甲的前端粘有橡皮泥，設(shè)法使小車(chē)甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止的小車(chē)乙相碰并粘在一起，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖S7－4所示．
圖S7－4
在小車(chē)甲的后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz，長(zhǎng)木板下墊著小木片用以平衡摩擦
5、力．
(1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖S7－5所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．在圖上標(biāo)出的A為運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)，則應(yīng)選________________________________________________________________________
段來(lái)計(jì)算小車(chē)甲碰前的速度，應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算小車(chē)甲和乙碰后的共同速度．
圖S7－5
(2)已測(cè)得小車(chē)甲的質(zhì)量m甲＝0.40 kg，小車(chē)乙的質(zhì)量m乙＝0.20 kg，則由以上結(jié)果可得，碰前總動(dòng)量為_(kāi)_______kg·m/s，碰后總動(dòng)量為_(kāi)_______kg·m/s.
5．如圖S7－6所示，在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，將一個(gè)質(zhì)
6、量為m1的鋼球A多次從斜槽軌道上端緊靠固定擋板處由靜止釋放，這個(gè)鋼球經(jīng)過(guò)斜槽軌道后由水平軌道飛出，在地面上落點(diǎn)的平均位置為P點(diǎn)．然后在水平軌道末端放置一個(gè)質(zhì)量為m2的膠木球B(A、B兩球的半徑相等)，將A球仍然多次從斜槽軌道的同一位置由靜止釋放，和球B發(fā)生碰撞，碰后兩球分別落到地面上，根據(jù)兩球落在地面的痕跡確定兩球各自的落地點(diǎn)的平均位置分別為M點(diǎn)和N點(diǎn)．水平軌道末端重垂線指向地面的O點(diǎn)，測(cè)得OM＝x1，OP＝x2，ON＝x3.重力加速度為g.
圖S7－6
(1)若測(cè)量出水平軌道到地面的高度為h，則與B兩球相碰前的瞬間A球的速度v1＝______________．
(2)在誤差允許范圍
7、內(nèi)，當(dāng)m1、m2、x1、x2、x3滿足關(guān)系式____________________時(shí)，就表明通過(guò)該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒．
圖S7－7
6．氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力．為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個(gè)質(zhì)量均為m的滑塊，每個(gè)滑塊的一端分別與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率均為f.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．圖中為某次實(shí)驗(yàn)打出的點(diǎn)跡清晰的紙帶的
8、一部分，在紙帶上以等間距的6個(gè)連續(xù)點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長(zhǎng)度x1、x2和x3.若題中各物理量的單位均為國(guó)際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動(dòng)量大小分別為_(kāi)_______、________，兩滑塊的總動(dòng)量大小為_(kāi)_______；碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為_(kāi)_______________________________________________________________________．
重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多做幾次．若碰撞前、后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證．
圖S7－8
7．用如圖S7－8所示的裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．質(zhì)量為mA的鋼
9、球A用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上，O點(diǎn)到A球球心的距離為L(zhǎng).使細(xì)線在A球釋放前伸直且細(xì)線與豎直線的夾角為α，A球釋放后擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與B球正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針OC推到與豎直線的夾角為β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫(xiě)紙的白紙D.保持α角不變，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，白紙上記錄了B球的多個(gè)落點(diǎn)．
(1)圖中s應(yīng)是B球初始位置到__________的水平距離．
(2)為了驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，應(yīng)測(cè)得的物理量有s和____________．(用字母表示)
(3)用測(cè)得的物理量表示碰撞前后A、B兩球的動(dòng)量：pA＝____________，
10、pA′＝__________；pB＝0，pB′＝____________．(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間)
8．2012·朝陽(yáng)二模一個(gè)物理學(xué)習(xí)小組利用如圖S7－9所示的裝置和頻閃相機(jī)來(lái)探究碰撞中的不變量，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：
圖S7－9
步驟1：用天平測(cè)出A、B兩個(gè)小球的質(zhì)量mA、mB(mA>mB)；
步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽末端保持水平，調(diào)整好頻閃相機(jī)的位置并固定；
步驟3：讓入射小球從斜槽上某一位置P由靜止釋放，小球離開(kāi)斜槽后，用頻閃相機(jī)記錄下小球在相鄰兩次閃光時(shí)的位置，照片如圖S7－10甲所示；
步驟4：將被碰小球放在斜槽末端，讓入射小球從位置P由靜止開(kāi)始釋放，
11、使它們碰撞．兩小球離開(kāi)斜槽后，用頻閃相機(jī)記錄兩小球在相鄰兩次閃光時(shí)的位置，照片如圖S7－10乙所示．
甲 乙
圖S7－10
經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，他們猜想碰撞前后物體的質(zhì)量和速度的乘積之和不變．
(1)實(shí)驗(yàn)中放在斜槽末端的小球是__________ (選填“A”或“B”)．
(2)若要驗(yàn)證他們的猜想，需要在照片中直接測(cè)量的物理量有______________(選填“x0”“y0”“x1”“y1”“x2”“y2”)，寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)小組猜想結(jié)果的表達(dá)式________________________(用測(cè)量量表示)．
(3) 他們?cè)谡n外書(shū)中看到“兩物體碰撞
12、中有彈性碰撞和非彈性碰撞之分，碰撞中的恢復(fù)系數(shù)定義為e＝，其中v10和v20分別是碰撞前兩物體的速度，v1和v2分別是碰撞后兩物體的速度，彈性碰撞恢復(fù)系數(shù)e＝1，非彈性碰撞恢復(fù)系數(shù)e<1.”于是他們根據(jù)照片中的信息求出本次實(shí)驗(yàn)中恢復(fù)系數(shù)的值e＝__________．(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字)
實(shí)驗(yàn)(七)
1．(1)m2 水平 (2)AECBD
[解析] (1)為保證兩小球碰后速度同向，即入射小球不能反彈，必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，所以質(zhì)量為m2的球作為入射小球；為了確保小球離開(kāi)斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)的速度方向水平，必須使槽口的切線水平．(2)合理的排列順序是AECBD.
13、
2．(1)< (2)刻度尺
[解析] (1)設(shè)滑塊甲、乙的質(zhì)量分別為m1、m2，擋光片的寬度為l，碰撞前擋光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t，第1次是彈性碰撞，則m1v0＝m2v1，即m1＝m2；第2次是完全非彈性碰撞，則m1v0＝(m1＋m2)v2，即m1＝，故t1
14、動(dòng)．
(2)從圖中可以看出，B到C的時(shí)間等于D到E的時(shí)間，所以可以用BC代表小車(chē)碰前的速度，用DE代表碰后的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得：mA·BC＝(mA＋mB)·DE.
4.(1)BC、DE (2)0.42 0.417
[解析] (1)因?yàn)樾≤?chē)甲與乙碰撞前、后都做勻速運(yùn)動(dòng)，且碰后小車(chē)甲與乙粘合在一起，其共同速度比小車(chē)甲原來(lái)的速度小，所以應(yīng)選點(diǎn)跡分布均勻且點(diǎn)間距較大的BC段計(jì)算小車(chē)甲碰前的速度，選點(diǎn)間距小的DE段計(jì)算小車(chē)甲和乙碰后的共同速度．
(2)由圖可知，碰前小車(chē)甲的速度和碰后小車(chē)甲、乙的共同速度分別為v甲＝m/s＝1.05 m/s，v共＝ m/s＝0.695 m/s，故碰撞前后
15、的總動(dòng)量分別為：p＝m甲v甲＝0.40×1.05 kg·m/s＝0.42 kg·m/s，p′＝(m甲＋m乙)v共＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s.
5．(1)x2 (2)m1x2＝m1x1＋m2x3
[解析] (1)A球碰前的落點(diǎn)為P點(diǎn)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)可得：h＝gt2，x2＝v1t，聯(lián)立解得：v1＝x2 .
(2)由第(1)問(wèn)的方法可得，A球碰后的速度為：v2＝x1 ，B球碰后的速度為：v3＝x3 .根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得：m1v1＝m1v2＋m2v3，解得：m1x2＝m1x1＋m2x3.
6.0.2mfx3 0.2mfx1 0.2m
16、f(x1－x3) 0.4mfx2
[解析] 由圖結(jié)合實(shí)際情況可以看出，x1和兩x3是兩滑塊相碰前對(duì)應(yīng)的距離，x2是相碰后對(duì)應(yīng)的距離，碰撞前兩滑塊的速度分別為v1＝＝＝0.2x1f，v2＝＝0.2x3f，碰撞后兩滑塊的共同速度v＝＝0.2x2f，所以碰前兩滑塊的動(dòng)量分別為p1＝mv1＝0.2mfx1，p2＝mv2＝0.2mfx3，總動(dòng)量p＝p1－p2＝0.2mf(x1－x3)，碰后兩滑塊的總動(dòng)量p′＝2mv＝0.4mfx2.
7．(1)落點(diǎn) (2)mA、mB、α、β、H、L
(3)mA mA mBs
[解析] (1)從圖中可以看出，s應(yīng)是B球初始位置到落點(diǎn)的水平距離．
(2)還應(yīng)
17、測(cè)的物理量是A球的質(zhì)量mA、B球的質(zhì)量mB、A球開(kāi)始的擺角α和向左擺動(dòng)的最大擺角β、B球下落的高度H、懸掛A球的細(xì)線長(zhǎng)度L.
(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：mAgL(1－cosα)＝mAv，A球碰前的動(dòng)量為：pA＝mAvA，聯(lián)立解得：pA＝mA ；根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：mAgL(1－cosβ)＝mAv′，A球碰后的動(dòng)量為：pA′＝mAvA′，聯(lián)立解得：pA′＝mA ；B球做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得：H＝gt2，s＝vBt，B球碰后的動(dòng)量為：pB′＝mBvB，聯(lián)立解得：pB′＝mBs .
8．(1)B (2) x0、x1、x2 mAx0＝mAx1＋mBx2 (3)0.88
[解析] (1)為保證兩小球碰后速度同向，即入射小球不能反彈，必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，所以A作為入射小球．
(2)小球脫離軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)頻閃的時(shí)間間隔為T(mén)，則碰前后的速度分別為平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，v0＝、v1＝、v2＝，又由動(dòng)量守恒定律，mAv0＝mAv1＋mBv2，即有mAx0＝mAx1＋mBx2，需要在照片中直接測(cè)量的物理量有x0、x1、x2.
(3)恢復(fù)系數(shù)的值e＝＝≈0.88.
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【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】（廣東專(zhuān)用）2014屆高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 實(shí)驗(yàn)7 探究碰撞中的不變量（含解析）
