實驗(七)實驗7探究碰撞中的不變量1“驗證動量守恒定律”實驗的主要步驟如下：A測出球的直徑和質(zhì)量m1、m2，若m1<m2，則用質(zhì)量為_的球作為入射球B把被碰球放在斜槽末端，讓入射球從斜槽上同一高度滾下，與被碰球做正碰，重復多次，找出落點的平均位置C使入射球從斜槽上某一固定高度滾下，重復多次，找出落點的平均位置D測出入射球碰撞前后落點的水平距離和被碰球落點的水平距離E調(diào)整斜槽末端，使槽口的切線_(1)請補充完整(2)以上步驟合理的排列順序是_22012·東城模擬“驗證碰撞中的動量守恒”的實驗采用以下兩種實驗方案：圖S71(1)如圖S71所示為氣墊導軌，導軌上的兩滑塊質(zhì)量相等，兩滑塊上的擋光片寬度相同現(xiàn)將氣墊導軌水平放置做“驗證動量守恒定律”實驗實驗中用滑塊甲撞擊靜止在導軌上的滑塊乙，碰撞前滑塊乙處于靜止狀態(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驗時滑塊甲碰前通過光電門計時裝置記錄的擋光片的擋光時間相等，碰后滑塊乙第一次和第二次通過光電門計時裝置記錄的擋光片擋光時間分別為t1、t2.通過實驗驗證了這兩次碰撞均遵守動量守恒定律，請你判斷t1、t2的關(guān)系應為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S72所示的裝置和器材做“驗證動量守恒定律”的實驗，還需要的器材是_圖S7232011·宜興模擬某同學設(shè)計了一個用打點計時器研究“動量守恒定律”的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，在小車A后連著紙帶，推動小車A使之做勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動，他設(shè)計的具體裝置如圖S73甲所示圖S73(1)長木板右端下面墊放一小木片的原因是_(2)若已獲得的打點紙帶如圖乙所示，A為運動的起點，各計數(shù)點間距分別記為AB、BC、CD和DE，用天平測得A、B兩車的質(zhì)量分別為mA、mB，則需驗證的表達式為：_4某同學設(shè)計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗，在小車甲的前端粘有橡皮泥，設(shè)法使小車甲做勻速直線運動，然后與原來靜止的小車乙相碰并粘在一起，繼續(xù)做勻速運動，實驗設(shè)計如圖S74所示圖S74在小車甲的后面連著紙帶，電磁打點計時器的頻率為50 Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力(1)若已得到打點紙帶如圖S75所示，并測得各計數(shù)點間的距離在圖上標出的A為運動起始點，則應選_段來計算小車甲碰前的速度，應選_段來計算小車甲和乙碰后的共同速度圖S75(2)已測得小車甲的質(zhì)量m甲0.40 kg，小車乙的質(zhì)量m乙0.20 kg，則由以上結(jié)果可得，碰前總動量為_kg·m/s，碰后總動量為_kg·m/s.5如圖S76所示，在驗證動量守恒定律的實驗中，將一個質(zhì)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，這個鋼球經(jīng)過斜槽軌道后由水平軌道飛出，在地面上落點的平均位置為P點然后在水平軌道末端放置一個質(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的平均位置分別為M點和N點水平軌道末端重垂線指向地面的O點，測得OMx1，OPx2，ONx3.重力加速度為g.圖S76(1)若測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)在誤差允許范圍內(nèi)，當m1、m2、x1、x2、x3滿足關(guān)系式_時，就表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒圖S776氣墊導軌工作時，空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放置兩個質(zhì)量均為m的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為f.氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動圖中為某次實驗打出的點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以等間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度x1、x2和x3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_、_，兩滑塊的總動量大小為_；碰撞后兩滑塊的總動量大小為_重復上述實驗，多做幾次若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證圖S787用如圖S78所示的裝置來驗證動量守恒定律質(zhì)量為mA的鋼球A用細線懸掛于O點，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點到A球球心的距離為L.使細線在A球釋放前伸直且細線與豎直線的夾角為，A球釋放后擺到最低點時恰與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處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復寫紙的白紙D.保持角不變，多次重復上述實驗，白紙上記錄了B球的多個落點(1)圖中s應是B球初始位置到_的水平距離(2)為了驗證兩球碰撞過程中動量守恒，應測得的物理量有s和_(用字母表示)(3)用測得的物理量表示碰撞前后A、B兩球的動量：pA_，pA_；pB0，pB_(當?shù)氐闹亓铀俣葹間)82012·朝陽二模一個物理學習小組利用如圖S79所示的裝置和頻閃相機來探究碰撞中的不變量，其實驗步驟如下：圖S79步驟1：用天平測出A、B兩個小球的質(zhì)量mA、mB(mA>mB)；步驟2：安裝好實驗裝置，使斜槽末端保持水平，調(diào)整好頻閃相機的位置并固定；步驟3：讓入射小球從斜槽上某一位置P由靜止釋放，小球離開斜槽后，用頻閃相機記錄下小球在相鄰兩次閃光時的位置，照片如圖S710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由靜止開始釋放，使它們碰撞兩小球離開斜槽后，用頻閃相機記錄兩小球在相鄰兩次閃光時的位置，照片如圖S710乙所示甲乙圖S710經(jīng)過多次實驗，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)實驗中放在斜槽末端的小球是_ (選填“A”或“B”)(2)若要驗證他們的猜想，需要在照片中直接測量的物理量有_(選填“x0”“y0”“x1”“y1”“x2”“y2”)，寫出該實驗小組猜想結(jié)果的表達式_(用測量量表示)(3) 他們在課外書中看到“兩物體碰撞中有彈性碰撞和非彈性碰撞之分，碰撞中的恢復系數(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，彈性碰撞恢復系數(shù)e1，非彈性碰撞恢復系數(shù)e<1.”于是他們根據(jù)照片中的信息求出本次實驗中恢復系數(shù)的值e_(結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位數(shù)字)實驗(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；為了確保小球離開斜槽后做平拋運動的速度方向水平，必須使槽口的切線水平(2)合理的排列順序是AECBD.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，碰撞前擋光片通過光電門的時間為t，第1次是彈性碰撞，則m1v0m2v1，即m1m2；第2次是完全非彈性碰撞，則m1v0(m1m2)v2，即m1，故t1<t2.(2)用大小相等的入射小球和被碰小球發(fā)生碰撞來驗證動量守恒定律，難點是速度的測定，本裝置可以應用平拋運動來解決速度的測定，需要測定平拋運動的水平位移，即需要刻度尺3(1)平衡摩擦力(2)mA·BC(mAmB)·DE解析 (1)長木板右端下面墊放一小木片，目的是平衡摩擦力，使小車拖著紙帶在木板上能做勻速運動(2)從圖中可以看出，B到C的時間等于D到E的時間，所以可以用BC代表小車碰前的速度，用DE代表碰后的速度，根據(jù)動量守恒定律可得：mA·BC(mAmB)·DE. 4.(1)BC、DE(2)0.420.417解析 (1)因為小車甲與乙碰撞前、后都做勻速運動，且碰后小車甲與乙粘合在一起，其共同速度比小車甲原來的速度小，所以應選點跡分布均勻且點間距較大的BC段計算小車甲碰前的速度，選點間距小的DE段計算小車甲和乙碰后的共同速度(2)由圖可知，碰前小車甲的速度和碰后小車甲、乙的共同速度分別為v甲m/s1.05 m/s，v共 m/s0.695 m/s，故碰撞前后的總動量分別為：pm甲v甲0.40×1.05 kg·m/s0.42 kg·m/s，p(m甲m乙)v共(0.400.20)×0.695 kg·m/s0.417 kg·m/s.5(1)x2 (2)m1x2m1x1m2x3解析 (1)A球碰前的落點為P點，根據(jù)平拋運動知識可得：hgt2，x2v1t，聯(lián)立解得：v1x2 .(2)由第(1)問的方法可得，A球碰后的速度為：v2x1 ，B球碰后的速度為：v3x3 .根據(jù)動量守恒定律可得：m1v1m1v2m2v3，解得：m1x2m1x1m2x3. 6.0.2mfx30.2mfx10.2mf(x1x3)0.4mfx2解析 由圖結(jié)合實際情況可以看出，x1和兩x3是兩滑塊相碰前對應的距離，x2是相碰后對應的距離，碰撞前兩滑塊的速度分別為v10.2x1f，v20.2x3f，碰撞后兩滑塊的共同速度v0.2x2f，所以碰前兩滑塊的動量分別為p1mv10.2mfx1，p2mv20.2mfx3，總動量pp1p20.2mf(x1x3)，碰后兩滑塊的總動量p2mv0.4mfx2.7(1)落點(2)mA、mB、H、L(3)mA mA mBs 解析 (1)從圖中可以看出，s應是B球初始位置到落點的水平距離(2)還應測的物理量是A球的質(zhì)量mA、B球的質(zhì)量mB、A球開始的擺角和向左擺動的最大擺角、B球下落的高度H、懸掛A球的細線長度L.(3)根據(jù)機械能守恒定律可得：mAgL(1cos)mAv，A球碰前的動量為：pAmAvA，聯(lián)立解得：pAmA ；根據(jù)機械能守恒定律可得：mAgL(1cos)mAv，A球碰后的動量為：pAmAvA，聯(lián)立解得：pAmA ；B球做平拋運動，由平拋運動規(guī)律可得：Hgt2，svBt，B球碰后的動量為：pBmBvB，聯(lián)立解得：pBmBs .8(1)B(2) x0、x1、x2mAx0mAx1mBx2(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動，設(shè)頻閃的時間間隔為T，則碰前后的速度分別為平拋運動的初速度，v0、v1、v2，又由動量守恒定律，mAv0mAv1mBv2，即有mAx0mAx1mBx2，需要在照片中直接測量的物理量有x0、x1、x2.(3)恢復系數(shù)的值e0.88.6