1.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律高二物理同步講義（人教版選擇性必修第一冊(cè)）（教師版）

1.4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.通過研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊的碰撞，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。2.通過研究斜槽末端小球的碰撞，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。3.通過驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的能力。理解動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理2.會(huì)用不同的方法設(shè)計(jì)動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn).3.提供學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新素養(yǎng)．知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中，測(cè)出相碰的兩物體的質(zhì)量m1、m2和碰撞前、后物體的速度v1、v2、v1′、v2′，算出碰撞前的動(dòng)量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動(dòng)量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前、后動(dòng)量是否相等．【即學(xué)即練1】(多選)對(duì)于實(shí)驗(yàn)最終的結(jié)論m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，下列說法正確的是()A．僅限于一維碰撞B．任何情況下m1v＋m2v＝m1v′＋m2v′也一定成立C．式中的v1、v2、v1′、v2′都是速度的大小D．式中的不變量是m1和m2組成的系統(tǒng)的質(zhì)量與速度乘積之和【答案】AD【解析】這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在一維碰撞情況下設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)；系統(tǒng)的質(zhì)量與速度的乘積之和在碰撞前后為不變量是實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，其他探究的結(jié)論情況不成立，而速度是矢量，應(yīng)考慮方向．故選項(xiàng)A、D正確．知識(shí)點(diǎn)02利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)1．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出滑塊的質(zhì)量．2．安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌，如圖所示．3．實(shí)驗(yàn)：接通電源，利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測(cè)出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質(zhì)量；②改變滑塊的初速度大小和方向)．4．驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．【即學(xué)即練2】利用氣墊導(dǎo)軌做實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。開始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕彈簧，滑塊用繩子連接，繩子燒斷后，兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)。得到如圖所示的兩個(gè)滑塊A、B相互作用后運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片，頻閃的頻率為10Hz。已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200g、300g，根據(jù)照片記錄的信息，A、B離開彈簧后，A滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度大小為___________m/s，本次實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論是___________?！敬鸢浮?.09兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動(dòng)量守恒【解析】[1][2]由題圖可知，繩子燒斷后，A、B均做勻速直線運(yùn)動(dòng)。開始時(shí)有A、B被彈開后有則由此可得即結(jié)論是：兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動(dòng)量守恒。能力拓展能力拓展考法01利用其它方法驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律一、利用長木板上兩車碰撞完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)：1．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小車的質(zhì)量．2．安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，如圖所示．3．實(shí)驗(yàn)：接通電源，讓小車A運(yùn)動(dòng)，小車B靜止，兩車碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)．4．測(cè)速度：通過紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離及時(shí)間，由v＝eq\f(Δx,Δt)算出速度．5．改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．6．驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．二、利用斜槽滾球完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)：1．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颍?．安裝：按照如圖甲所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置．調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平．甲乙3．鋪紙：白紙?jiān)谙?，?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好．記下鉛垂線所指的位置O.4．放球找點(diǎn)：不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次．用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面．圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置．5．碰撞找點(diǎn)：把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度(同步驟4中的高度)自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次．用步驟4的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N.如圖乙所示．6．驗(yàn)證：連接ON，測(cè)量線段OP、OM、ON的長度．將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中．最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立．7．整理：將實(shí)驗(yàn)器材放回原處．【典例1】某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來尋找不變量，圖中CQ是斜槽，QR為水平槽，二者平滑相接，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，使小球放在QR上時(shí)，恰能保持靜止，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面上的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡．然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次．圖中O是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，P為未放被碰球B時(shí)A球的平均落點(diǎn)，M為與B球碰后A球的平均落點(diǎn)，N為被碰球B的平均落點(diǎn)．若B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP.米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊．(1)入射球A的質(zhì)量mA和被碰球B的質(zhì)量mB的關(guān)系是mA________mB(選填“>”“<”或“＝”)．(2)碰撞后B球的水平射程約為________cm.(3)下列選項(xiàng)中，屬于本次實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的是________(填選項(xiàng)前的字母)．A．水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球平均落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離B．A球與B球碰撞后，測(cè)量A球平均落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C．測(cè)量A球或B球的直徑D．測(cè)量A球和B球的質(zhì)量E．測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度(4)若mv為不變量，則需驗(yàn)證的關(guān)系式為_____________________________．【答案】(1)>(2)64.7(64.2～65.2均可)(3)ABD(4)mA·OP＝mA·OM＋mB·ON【解析】(1)要使兩球碰后都向右運(yùn)動(dòng)，A球質(zhì)量應(yīng)大于B球質(zhì)量，即mA>mB.(2)將10個(gè)點(diǎn)圈在圓內(nèi)的最小圓的圓心作為平均落點(diǎn)，可由米尺測(cè)得碰撞后B球的水平射程約為64.7cm.(3)從同一高度做平拋運(yùn)動(dòng)，飛行的時(shí)間t相同，而水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，故水平位移x＝vt，所以只要測(cè)出小球飛行的水平位移，就可以用水平位移的測(cè)量值代替平拋初速度．故需測(cè)出未放B球時(shí)A球飛行的水平距離OP和碰后A、B球飛行的水平距離OM和ON，及A、B兩球的質(zhì)量，故A、B、D正確．(4)若mv為不變量，需驗(yàn)證的關(guān)系式為mAvA＝mAvA′＋mBvB′，將vA＝，vA′＝，vB′＝代入上式得mA·OP＝mA·OM＋mB·ON.分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練一、實(shí)驗(yàn)題1．利用氣墊導(dǎo)軌和頻閃照相“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”。如圖所示，已知A滑塊的質(zhì)量為1kg，B滑塊的質(zhì)量為為1.5kg，頻閃照相的時(shí)間間隔為0.4s，拍攝共進(jìn)行了四次，第一次是在兩滑塊相撞之前，以后的三次是在碰撞之后。A滑塊原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)A、B滑塊在拍攝閃光照片的這段時(shí)間內(nèi)是在10cm至105cm這段范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的(以滑塊上的箭頭位置為準(zhǔn))，根據(jù)閃光照片分析得出：（1）兩滑塊發(fā)生碰撞的位置在________cm刻度處。（2）第1次拍攝后，再經(jīng)過________s的時(shí)間，兩滑塊發(fā)生了碰撞。（3）碰撞前，B滑塊的速度為________m/s；碰撞后，A滑塊的速度為________m/s，B滑塊的速度為________m/s。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）（4）碰撞前兩個(gè)滑塊組成的系統(tǒng)的動(dòng)量是________kg·m/s；碰撞后兩個(gè)滑塊組成的系統(tǒng)的動(dòng)量是________kg·m/s?！敬鸢浮?00.21.000.750.501.51.5【解析】（1）[1]因?yàn)锳滑塊開始處于靜止?fàn)顟B(tài)，故根據(jù)圖像可知兩滑塊發(fā)生碰撞的位置在30cm刻度處；（2）[2]閃光時(shí)間間隔為0.4s，由圖可知碰后A滑塊從45cm刻度處運(yùn)動(dòng)到75cm刻度處，運(yùn)動(dòng)速度為：從發(fā)生碰撞到第二次拍攝，A滑塊從30cm刻度處運(yùn)動(dòng)到45cm刻度處，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：所以可知從第一次拍攝到發(fā)生碰撞的時(shí)間為：（3）[3]從第一次拍攝到發(fā)生碰撞，B滑塊從10cm運(yùn)動(dòng)到了30cm，由（2）的分析可知碰前A滑塊的速度為：[4]由（2）的分析可知碰后A滑塊的速度為0.75m/s；[5]閃光時(shí)間間隔為0.4s，由圖可知碰撞后B滑塊在一個(gè)閃光時(shí)間間隔內(nèi)從40cm刻度處運(yùn)動(dòng)到60cm刻度處，即碰后B滑塊的速度為：（4）[6]碰前兩滑塊的總動(dòng)量為：[7]碰后兩滑塊的總動(dòng)量為：2．某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)。氣墊導(dǎo)軌裝置如圖（a）所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊彈射架等組成。（1）下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固定在滑塊1的左端，滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑤先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開滑塊1，讓滑塊1帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；在中間與滑塊2相撞并粘在一起運(yùn)動(dòng)；⑥取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤，選出理想的紙帶如圖（b）所示；⑦測(cè)得滑塊1的質(zhì)量310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量205g。（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量為_________kg?m/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為__________kg?m/s（保留三位有效數(shù)字）。（3）試說明（2）中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_____________________?！敬鸢浮?.6200.618本實(shí)驗(yàn)的主要系統(tǒng)誤差是限位孔對(duì)紙帶向左的阻力對(duì)系統(tǒng)的沖量使系統(tǒng)的總動(dòng)量減少【解析】（2）[1]碰撞前滑塊1的速度為v==m/s=2.00m/s則兩滑塊在碰撞前的總動(dòng)量為p=m1v1=2.00×0.310kgm/s=0.620kgm/s[2]碰撞后兩滑塊共同的速度為v共==m/s=1.20m/s則兩滑塊在碰撞前的總動(dòng)量為p′=(m1+m2)v共=1.20×(0.310+0.205)kgm/s=0.618kgm/s（3）[3]本實(shí)驗(yàn)的主要系統(tǒng)誤差是限位孔對(duì)紙帶向左的阻力對(duì)系統(tǒng)的沖量使系統(tǒng)的總動(dòng)量減少。3．氣墊導(dǎo)軌是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成“氣墊”，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)可不計(jì)摩擦，現(xiàn)用帶豎直擋板C、D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A、B驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，有以下實(shí)驗(yàn)步驟：A．松開手的同時(shí)，記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)計(jì)時(shí)器結(jié)束計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2；B．在A、B間水平放入一個(gè)輕彈簧（長度忽略不計(jì)），用手壓住A、B使彈簧壓縮，放置在氣墊導(dǎo)軌上，并讓它靜止在某個(gè)位置；C．給導(dǎo)軌送氣，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；D．讀出初始時(shí)滑塊A檔板C的距離L1和滑塊B到擋板D的距離L2；E．______。（1）將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整；（2）實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整后，正確的順序是______；（3）利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是______?！敬鸢浮坑锰炱椒謩e測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mBECBDA【解析】滑塊在氣墊導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)A、B運(yùn)行的距離和時(shí)間可以求出分開時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得，又，則，知還需要測(cè)量A、B的質(zhì)量，故E應(yīng)為用天平分別測(cè)出滑塊AB的質(zhì)量；正確的實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)先安裝調(diào)節(jié)儀器，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故應(yīng)為CBDEA；4．碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為其中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，彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=1，非彈性碰撞的e<1，現(xiàn)利用下圖中的裝置來測(cè)量兩滑塊碰撞的恢復(fù)系數(shù)，從而判斷出碰撞類型。在水平氣墊導(dǎo)軌上固定兩個(gè)光電門1和2，分別在光電門1的左側(cè)和兩光電門之間放置A、B兩個(gè)滑塊，滑塊上分別固定一遮光片，光電計(jì)數(shù)器(圖中未畫)可以記錄遮光片通過光電門的時(shí)間，實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩遮光片的寬度d均為1.00cm。現(xiàn)給A一向右的初速度，通過光電門1時(shí)，光電計(jì)數(shù)器顯示的時(shí)間t1=5.00ms，A與靜止的B發(fā)生碰撞后，B向右運(yùn)動(dòng)通過光電門2，光電計(jì)數(shù)器顯示的時(shí)間，A向左彈回，再次通過光電門1時(shí)，光電計(jì)數(shù)器再次顯示的時(shí)間。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下幾個(gè)問題：(1)A碰撞前的速度大小vA=_______m/s，碰撞后的速度大小=____m/s，B碰撞后的速度大小=________m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；(2)規(guī)定向右為正方向，求此次碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=________（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?.00.830.950.89【解析】(1)[1]滑塊通過光電門時(shí)，擋光片擋住光的時(shí)間極短，則可用平均速度近似代替作為滑塊的瞬時(shí)速度，有[2]碰撞后的速度大小A的速度為[3]B碰撞后的速度大小(2)[4]規(guī)定向右為正方向，根據(jù)碰撞系數(shù)的定義，有5．如圖甲所示，滑塊A、B靜止在水平氣墊導(dǎo)軌上，兩滑塊間緊壓一輕彈簧，兩滑塊用細(xì)線連接，燒斷細(xì)線，輕彈簧掉落，兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)拍得閃光頻率為10Hz的一組頻閃照片如圖乙所示。已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為100g、150g。根據(jù)照片記錄的信息可知，A、B離開彈簧后：(1)滑塊A做________運(yùn)動(dòng)；(2)滑塊A的速度大小為________；(3)滑塊B的動(dòng)量大小是________；(4)兩滑塊的動(dòng)量大小關(guān)系為________（選填“>”“<”或“=”），說明______________________?！敬鸢浮縿蛩僦本€0.090.009=兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒【解析】(1)[1]由圖乙可知，滑塊A在相等的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離相等，故A做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)[2]頻閃照相機(jī)拍照的時(shí)間間隔，所以滑塊A的速度大小為(3)[3]由圖乙可知，滑塊B做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故滑塊B的速度大小為則滑塊B的動(dòng)量大小為(4)[4][5]滑塊A的動(dòng)量大小為可見A、B的動(dòng)量大小相等，由兩滑塊運(yùn)動(dòng)方向相反可知A、B的動(dòng)量方向相反，即A、B兩滑塊離開彈簧后總動(dòng)量為零，所以兩滑塊組成的系統(tǒng)離開彈簧前后動(dòng)量守恒。6．氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵將壓縮空氣通過導(dǎo)軌的眾多小孔高速噴出，在導(dǎo)軌與滑塊之間形成薄薄一層氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上。由于氣墊的摩擦力極小，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可近似為沒有摩擦的運(yùn)動(dòng)。用固定在氣墊導(dǎo)軌上的光電門A、B和光電計(jì)時(shí)裝置，以及帶有擋光條的滑塊C、D來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。已知擋光條的持續(xù)擋光寬度為l，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌底座螺母，觀察導(dǎo)軌上的氣泡儀，使導(dǎo)軌成水平狀態(tài)；在滑塊C、D間放入一個(gè)輕質(zhì)彈簧，用一條橡皮筋捆綁住三者成一水平整體，靜置于導(dǎo)軌中部；將光電門盡量靠近滑塊C、D兩端；燒斷捆綁的橡皮筋，使滑塊C、D在彈簧作用下分離，分別通過光電門A、B；由光電計(jì)時(shí)器記錄滑塊C第一次通過光電門A時(shí)擋光條持續(xù)擋光的時(shí)間，以及滑塊D第一次通過光電門B時(shí)擋光條持續(xù)擋光的時(shí)間。(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是___________；(2)根據(jù)上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及已知量，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是___________；實(shí)驗(yàn)中算得的C、D兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是___________。(3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大小，其計(jì)算表達(dá)式是___________。【答案】滑塊C、D的質(zhì)量、滑塊與氣墊導(dǎo)軌間仍存在摩擦，氣墊導(dǎo)軌未完全水平【解析】(1)[1]要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律需要知道物體的質(zhì)量和速度，而速度可以用位移與時(shí)間的比值代替，故要測(cè)質(zhì)量，即滑塊C、D的質(zhì)量、；(2)[2]遮光條的寬度為l，則，則驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為即[3]實(shí)驗(yàn)中算得的C、D兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是由于滑塊與導(dǎo)軌之間仍存在摩擦，或氣墊導(dǎo)軌未完全水平；(3)[4]燒斷捆綁的橡皮筋后只有彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以能測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大小，彈簧的彈性勢(shì)能等于兩滑塊離開彈簧的動(dòng)能，即7．如圖甲所示，是氣墊導(dǎo)軌上的兩個(gè)滑塊的照片，中間是滑塊A，質(zhì)量mA=0.20kg，右邊是滑塊B，質(zhì)量mB=0.30kg。乙圖是滑塊B向左運(yùn)動(dòng)中與滑塊A碰后合為一體的照片，頻閃照片的頻率f=10Hz。根據(jù)照片提供的信息，碰前的動(dòng)量為___________kg·m/s，碰后的動(dòng)量為___________kg·m/s?！敬鸢浮?.0480.050【解析】[1]題圖為利用多次閃光放電管拍攝的多重照片，即頻閃照片。這種照片可以捕捉住質(zhì)點(diǎn)各瞬間的位置，從而研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。頻閃照片頻率為10Hz，即相鄰兩位置的發(fā)生時(shí)間為0.1s，從圖中讀出碰前A質(zhì)點(diǎn)的位置不變，則A靜止；B質(zhì)點(diǎn)在相等時(shí)間內(nèi)的位移為1.6cm，B碰前的速度應(yīng)為所以B碰前的動(dòng)量為[2]碰撞后兩質(zhì)點(diǎn)具有共同速度，相等時(shí)間內(nèi)的位移為1.0cm，則碰后速度碰后的動(dòng)量8．如圖1所示為驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，氣墊導(dǎo)軌置于水平桌面上，和為兩個(gè)光電門，、均為彈性滑塊，質(zhì)量分別為、，且選擇大于，兩遮光片沿運(yùn)動(dòng)方向的寬度均為，實(shí)驗(yàn)過程如下；(1)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌成水平狀態(tài)；(2)輕推滑塊，測(cè)得通過光電門的遮光時(shí)間為；(3)與相碰后，和先后經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間分別為和?；卮鹣铝袉栴}：①用螺旋測(cè)微器測(cè)得遮光片寬度如圖2所示，讀數(shù)為：______；②實(shí)驗(yàn)中選擇大于的目的是：______；③利用所測(cè)物理量的符號(hào)表示動(dòng)量守恒成立的式子為：______?！敬鸢浮?.195碰撞中滑塊不反彈【解析】(3)①[1]螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為，可動(dòng)刻度讀數(shù)為，則讀數(shù)為：。②[2]為了、碰撞時(shí)不反彈，需滿足的質(zhì)量大于的質(zhì)量。③[3]碰撞前的總動(dòng)量為碰撞后的總動(dòng)量為則動(dòng)量守恒的表達(dá)式為9．氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計(jì)），采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：a．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；c．在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕質(zhì)彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上；d．用刻度尺測(cè)出滑塊A的左端至擋板C的距離L1；e．按下電鈕放開卡銷，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下滑塊A、B分別到達(dá)擋板C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2。(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是_________________。(2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是_________，上式中算得A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是：①______________________________________；②______________________________。(3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大?。咳缒埽?qǐng)寫出表達(dá)式。如不能，請(qǐng)說明理由________?！敬鸢浮炕瑝K到擋板的距離氣墊導(dǎo)軌可能不水平導(dǎo)致誤差滑塊受到空氣的阻力作用而導(dǎo)致誤差【解析】(1)[1]為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需要測(cè)出滑塊運(yùn)動(dòng)的速度，所以需要測(cè)量滑塊到擋板的距離。(2)[2]兩滑塊動(dòng)量守恒，滿足滑塊脫離彈簧后在導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，代入解得需要滿足的方程[3]氣墊導(dǎo)軌可能不水平導(dǎo)致誤差。[4]滑塊受到空氣的阻力作用而導(dǎo)致誤差。(3)[5]彈簧從壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長，彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為滑塊動(dòng)能，根據(jù)能量守恒定律代入速度，解得彈性勢(shì)能的表達(dá)式10．某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；已知碰后兩滑塊一起運(yùn)動(dòng)；⑥先_________，然后_____，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖乙所示；⑧測(cè)得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量為305g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為200g。(1)試著完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為____kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為_____kg·m/s。（保留3位有效數(shù)字）(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_________?！敬鸢浮拷油ù螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器電源再放開滑塊10.6100.606在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)在碰撞前后滿足動(dòng)量守恒【解析】(1)[1][2]使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，要先接通電源再釋放滑塊1；(2)[3]放開滑塊1后，滑塊1做勻速運(yùn)動(dòng)，跟滑塊2發(fā)生碰撞后跟2一起做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)得，碰撞前滑塊1的動(dòng)量為滑塊2的動(dòng)量為零，所以碰撞前的總動(dòng)量為0.610kg?m/s[4]碰撞后滑塊1、2速度相等，所以碰撞后總動(dòng)量為(3)[5]由以上數(shù)據(jù)可知，在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)在碰撞前后滿足動(dòng)量守恒11．用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。氣墊導(dǎo)軌水平放置，兩個(gè)相同的擋光板分別固定在滑塊A、B上，將兩滑塊A、B用細(xì)線連接，且A、B之間有一根與A、B不連接的被壓縮的輕彈簧。剪斷細(xì)線后A、B被彈開，A滑塊第一次通過左側(cè)光電門時(shí)，計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間為；B滑塊第一次通過右側(cè)光電門時(shí)，計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間為。用__________（填“天平”或“彈簧秤”）測(cè)出A、B滑塊的質(zhì)量分別為、。那么，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該驗(yàn)證的關(guān)系式為_____________。【答案】天平或【解析】[1]用天平稱出兩個(gè)物體的質(zhì)量分別為、。[2]由于檔光片寬度相同，設(shè)為d，則兩個(gè)物體的速度分別為，若兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，則整理得或12．某同學(xué)用不同的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。(1)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的是__________；A．相互作用的兩小車，一個(gè)裝上撞針，一個(gè)裝上橡皮泥，是為了改變兩小車的質(zhì)量B．相互作用的兩小車，一個(gè)裝上撞針，一個(gè)裝上橡皮泥，是為了碰撞后粘在一起C．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放拖動(dòng)紙帶的小車D．先釋放拖動(dòng)紙帶的小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(2)在利用氣墊導(dǎo)軌做實(shí)驗(yàn)時(shí)，哪些因素可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差_________；A．導(dǎo)軌安放不水平B．滑塊上擋光片傾斜C．兩滑塊質(zhì)量不相等D．兩滑塊碰后連在一起(3)在利用懸線懸掛等大小球做實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的是_______。A．懸掛兩球的細(xì)線長度要適當(dāng)且等長B．由靜止釋放小球，以便較準(zhǔn)確地計(jì)算小球碰前的速度C．兩小球必須都是剛性球且質(zhì)量相同D．兩小球碰后可以粘合在一起共同運(yùn)動(dòng)【答案】BCABABD【解析】(1)[1]AB．相互作用的兩小車，一個(gè)裝上撞針，而另一個(gè)裝上橡皮泥，這樣做是為了碰撞后兩小車粘在一起有共同速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；CD．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用原則是先接通電源，再釋放小車，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選BC。(2)[2]A．導(dǎo)軌不水平，滑塊速度將受重力影響，A項(xiàng)可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差；B．擋光片傾斜會(huì)導(dǎo)致?lián)豕馄瑢挾炔坏扔趽豕怆A段滑塊通過的位移，導(dǎo)致測(cè)量速度時(shí)出現(xiàn)誤差，B項(xiàng)可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。CD．滑塊的質(zhì)量與碰后粘在一起對(duì)實(shí)驗(yàn)的誤差無影響，選項(xiàng)CD不能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差；故選AB。(3)[3]A．懸掛兩球的細(xì)線長度要適當(dāng)且等長，保證兩球發(fā)生正碰，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，所以A正確。B．由靜止釋放小氣球，以便根據(jù)機(jī)械能守恒定律較準(zhǔn)確地計(jì)算出碰撞前小球的速度，B正確。C．兩小球碰撞過程中動(dòng)量守恒，機(jī)械能可能守恒，可能不守恒，故兩小球不一定是剛性球，C錯(cuò)誤。D．兩小球碰后粘合在一起運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)動(dòng)量依然守恒，故D正確。故選ABD。13．某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)．氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入的壓縮空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差．（1）下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑥先__________________（選填“接通電源再釋放滑塊1”或“釋放滑塊1再接通電源”），讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖乙所示；⑧測(cè)得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為210g．（2）紙帶的________（選填“左”或“右”）側(cè)和滑塊1相連．（3）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量為_________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為_________kg·m/s（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．（4）試說明（3）中兩結(jié)果不完全相等的主要原因可能是____________________．【答案】按通電源再釋放滑塊1右0.6200.614紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間有摩擦力的作用【解析】(1)⑥[1]使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，為了減小誤差盡量多的利用紙帶，要接通電源再釋放滑塊1；(2)[2]放開滑塊1后，滑塊1做勻速運(yùn)動(dòng)，跟滑塊2發(fā)生碰撞后跟2一起做勻速運(yùn)動(dòng)，碰撞前的速度大于碰撞后的速度，故紙帶的右側(cè)與滑塊相連；(3)[3][4]放開滑塊1后，滑塊1做勻速運(yùn)動(dòng)，跟滑塊2發(fā)生碰撞后跟2一起做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)得：碰撞前滑塊1的動(dòng)量為：滑塊2的動(dòng)量為零，所以碰撞前的總動(dòng)量為0.620kg?m/s，碰撞后滑塊1、2速度相等，所以碰撞后總動(dòng)量為：(4)[5]結(jié)果不完全相等是因?yàn)榧垘c打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦力的作用．題組B能力提升練一、實(shí)驗(yàn)題1．實(shí)驗(yàn)小組用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證滑塊碰撞過程中的動(dòng)量守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌底部的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌________；充氣后，使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩，然后釋放滑塊1，當(dāng)滑塊1在導(dǎo)軌上通過光電門1的擋光時(shí)間和通過光電門2的擋光時(shí)間_______時(shí)，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)好。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩，然后釋放滑塊1，滑塊1通過光電門1后與右側(cè)固定有彈簧的靜止滑塊2碰撞，碰后滑塊2和滑塊1依次通過光電門2，兩滑塊通過光電門2后依次被制動(dòng)，滑塊1上的擋光片寬度和滑塊2上的擋光片寬度相同；實(shí)驗(yàn)中已測(cè)量滑塊1（包括擋光片）的質(zhì)量m1、滑塊2（包括彈簧和擋光片）的質(zhì)量m2（且m2<m1）、滑塊1通過光電門1的擋光時(shí)間Δt1，還需要測(cè)量_________。（寫出物理量及其表示符號(hào)）（3）如果表達(dá)式______成立，則說明滑塊碰撞過程中動(dòng)量守恒。（用題目給出的及還需要測(cè)量的物理量的符號(hào)表示）【答案】水平相等滑塊1通過光電門2的擋光時(shí)間Δt2，滑塊2通過光電門2的擋光時(shí)間Δt3【解析】(1)[1]若導(dǎo)軌傾斜，則滑塊的重力會(huì)有一個(gè)沿斜面向下的分力，則碰撞過程合力不為零，動(dòng)量不守恒，故必須保證導(dǎo)軌水平；[2]為了保證碰撞過程動(dòng)量守恒，所以需要滑塊合力為零，即做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以滑塊1在導(dǎo)軌上通過光電門1的擋光時(shí)間和通過光電門2的擋光時(shí)間相等；(2)[3]碰撞前滑塊1的速度為碰撞后滑塊1的速度為所以需測(cè)量滑塊1通過光電門2的擋光時(shí)間要想驗(yàn)證動(dòng)量守恒，還需知道滑塊2碰撞后的速度，而滑塊2碰撞后的速度用通過光電門的平均速度代替，即所以需測(cè)量滑塊2通過光電門2的擋光時(shí)間(3)[4]若碰撞前兩滑塊的總動(dòng)量等于碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量，即即化簡解得則說明滑塊1、2碰撞過程中動(dòng)量守恒。2．某同學(xué)現(xiàn)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置來“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”，在氣墊導(dǎo)軌右端固定一彈簧，滑塊的右端有強(qiáng)粘性的膠水，圖中滑塊和擋光片的總質(zhì)量為，滑塊的質(zhì)量為，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按圖安裝好實(shí)驗(yàn)器材后，接通氣源，先將滑塊置于氣墊導(dǎo)軌上，然后調(diào)節(jié)底腳螺絲，直到輕推滑塊后，滑塊上的擋光片通過兩個(gè)光電門的時(shí)間相等；②將滑塊置于兩光電門之間，將滑塊置于光電門1的右端，然后將滑塊水平壓縮彈簧，滑塊在彈簧的作用下向左彈射出去，通過光電門1后繼續(xù)向左滑動(dòng)并與滑塊發(fā)生碰撞；③兩滑塊碰撞后粘合在一起向左運(yùn)動(dòng)，并通過光電門2；④實(shí)驗(yàn)后，分別記錄下滑塊擋光片通過光電門1的時(shí)間，兩滑塊一起運(yùn)動(dòng)擋光片通過光電門2的時(shí)間。(1)實(shí)驗(yàn)前用一游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光片的寬度如圖乙所示，則_______；(2)設(shè)擋光片通過光電門的時(shí)間為，則滑塊通過光電門的速度可表示為_______（用、表示）；(3)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得滑塊經(jīng)過光電門1的速度為，兩滑塊經(jīng)過光電門2的速度為，將兩滑塊和擋光片看成一個(gè)系統(tǒng)，則系統(tǒng)在兩滑塊相互作用前、后的總動(dòng)量分別為_______，_______（結(jié)果均保留3位小數(shù)）?！敬鸢浮?.5501.2401.236【解析】(1)[1]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為15mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×10mm=0.50mm，所以擋光片的寬度為：d=15mm+0.50mm=15.50mm=1.550cm；(2)[2]由于擋光片的寬度比較小，故擋光片通過光電門的時(shí)間比較短，因此可將擋光片通過光電門的平均速度看成滑塊通過光電門的瞬時(shí)速度，故滑塊通過光電門的速度可表示為(3)[3]兩滑塊相互作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為[4]兩滑塊相互作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為3．氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，開始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，滑塊間用繩子連接（如圖甲所示），繩子燒斷后，兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)，圖乙為它們運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片，頻閃的頻率為10Hz，由圖可知：(1)A、B離開彈簧后，應(yīng)該做___________運(yùn)動(dòng)，已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200g，300g，根據(jù)照片記錄的信息，A、B每段位移均相等。但事實(shí)是它們的第一段位移應(yīng)比后面的每段位移小，原因是___________。(2)若不計(jì)此失誤，分開后，A的動(dòng)量大小為___________kg·m/s，B的動(dòng)量的大小為___________kg·m/s。本實(shí)驗(yàn)中得出“在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒”這一結(jié)論的依據(jù)是___________?！敬鸢浮縿蛩僦本€釋放AB時(shí)，AB分別作加速運(yùn)動(dòng)0.0180.018A、B兩滑塊作用前后總動(dòng)量不變，均為0【解析】(1)[1]]A、B離開彈簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做勻速直線運(yùn)動(dòng)；[2在離開彈簧前A、B均做加速運(yùn)動(dòng)，A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔都應(yīng)該比后面勻速時(shí)相鄰間隔的長度小；(2)[3][4][5]頻閃頻率是f=10Hz，所以周期0.1s，由圖中數(shù)據(jù)可知，，根據(jù)代入數(shù)據(jù)可得A、B勻速時(shí)速度分別為分開后，根據(jù)可得A、B的動(dòng)量大小為，且兩滑塊動(dòng)量的方向相反，則系統(tǒng)的總動(dòng)量為0，故滿足系統(tǒng)動(dòng)量守恒。4．某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌和頻閃照相機(jī)做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，已知A滑塊的質(zhì)量為1kg，B滑塊的質(zhì)量為1.5kg，頻閃照相機(jī)照相的時(shí)間間隔為0.4s，拍攝共連續(xù)進(jìn)行了四次，第一次是在兩滑塊碰撞之前，以后的三次是在兩滑塊碰撞之后。A滑塊原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)A、B滑塊在拍攝頻閃照片的這段時(shí)間內(nèi)是在10cm至105cm這段范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的（以滑塊上的箭頭位置為準(zhǔn)），根據(jù)頻閃照片分析得出：(1)兩滑塊發(fā)生碰撞的位置在________cm刻度處；(2)若碰撞過程中A、B滑塊動(dòng)量守恒，則碰撞前，B滑塊的速度為________；碰撞后，A滑塊的速度為________，B滑塊的速度為________；第一次拍攝后，再經(jīng)過________s的時(shí)間，兩滑塊發(fā)生了碰撞。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）【答案】301.000.750.500.20【解析】(1)[1]由題意可知，A滑塊原來靜止，第一次拍攝發(fā)生在碰撞前，則碰撞發(fā)生在A滑塊靜止的位置，由圖示照片可知，碰撞發(fā)生在30cm刻度處；(2)[2][3][4][5]由圖示照片可知，碰撞后A滑塊的速度碰撞后B滑塊的速度碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得碰撞前B滑塊的速度由圖示照片可知，B從第一次被拍攝到滑動(dòng)到A靜止處需要的時(shí)間故第一次拍攝后，再經(jīng)過0.20s的時(shí)間，兩滑塊發(fā)生了碰撞。5．某同學(xué)用如圖所示裝置來探究碰撞中的不變量。讓質(zhì)量為m1的小球從斜槽某處由靜止開始滾下，與靜止在斜槽末端質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞。實(shí)驗(yàn)中必須要求的條件是______。A．斜槽必須是光滑的B．斜槽末端的切線必須水平C．m1與m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度D．m1每次必須從同一高度處滾下（2）某同學(xué)利用頻閃照相和氣墊導(dǎo)軌來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律?，F(xiàn)用天平測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量分別為300g和200g，接著安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平。然后向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣，再把A、B兩滑塊放到導(dǎo)軌上，分別給它們初速度，同時(shí)開始閃光照相，閃光的時(shí)間間隔設(shè)定為Δt=0.2s。如圖所示是閃光4次拍攝得到的照片，其間A、B兩滑塊均在0~80cm刻度的范圍內(nèi)。第一次閃光時(shí)，滑塊B恰好通過x=55cm處，滑塊A恰好通過x=70cm處。發(fā)生碰撞后，滑塊A靜止。由此可以判斷：兩滑塊的碰撞發(fā)生在第一次閃光后______s；碰撞前滑塊A的速度大小為______m/s，碰撞后滑塊B的速度大小為______m/s。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析表明，碰撞前后A、B兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒?！敬鸢浮緽CD0.111【解析】（1）[1]AD．本實(shí)驗(yàn)中要求m1每次與m2碰撞前瞬間的速度大小相同，所以m1每次必須從同一高度滾下，而斜槽是否光滑對(duì)上述要求并無影響，所以并不要求斜槽必須光滑，故A錯(cuò)誤，D正確；BC．本實(shí)驗(yàn)中要求m1與m2發(fā)生對(duì)心碰撞，且碰撞后均做平拋運(yùn)動(dòng)，所以斜槽末端的切線必須水平，且m1與m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度，故BC正確。故選BCD。（2）[2][3][4]由題意可知，碰撞發(fā)生在x=60cm處，碰后B做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度大小為從碰撞到第二次閃光，B運(yùn)動(dòng)的距離為10cm，用時(shí)為所以兩滑塊的碰撞發(fā)生在第一次閃光后的時(shí)間為所以碰撞前滑塊A的速度大小為6．某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)。氣墊導(dǎo)軌裝置如圖（a）所示，由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。（1）下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊1拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2（左端粘有橡皮泥）放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑥先___________，然后___________，讓滑塊1帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖（b）所示；⑧測(cè)得滑塊1的質(zhì)量為310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為205g。完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，則兩滑塊在碰撞前的總動(dòng)量為___________kg·m/s；碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量為___________kg·m/s（保留三位有效數(shù)字）（3）本實(shí)驗(yàn)的主要系統(tǒng)誤差是___________?！敬鸢浮拷油娫瘁尫呕瑝K0.6200.618限位孔對(duì)紙帶向左的阻力對(duì)系統(tǒng)的沖量使系統(tǒng)的總動(dòng)量減少【解析】（1）⑥[1][2]使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要先接通電源，然后釋放滑塊；（2）[3]碰撞前滑塊1的速度為則兩滑塊在碰撞前的總動(dòng)量為[4]碰撞后兩滑塊共同的速度為則碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量為（3）[5]本實(shí)驗(yàn)的主要系統(tǒng)誤差是限位孔對(duì)紙帶向左的阻力對(duì)系統(tǒng)的沖量使系統(tǒng)的總動(dòng)量減少。7．為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒,利用氣墊導(dǎo)軌設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．主要的實(shí)驗(yàn)步驟有:①如圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,打開充氣泵,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平;②用天平測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量、；③用刻度尺測(cè)量光電門1、2間距L，用游標(biāo)卡尺測(cè)出擋光片的寬度d；④讓滑塊B停在兩光電門間某處,把滑塊A從光電門1的左側(cè)水平面右推，用數(shù)字毫秒計(jì)時(shí)器讀出滑塊A通過光電門1的時(shí)間及碰撞后滑塊B通過光電門2的時(shí)間、滑塊A再次通過光電門1的時(shí)間.(1)上述步驟①中,判斷氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)水平的方法是_______________________________；(2)如果滿足關(guān)系__________________________,可說明碰撞中動(dòng)量是守恒的(用測(cè)得的物理量來表示)．(3)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下列說法中正確的是（_______）A、滑塊A的質(zhì)量小于滑塊BB、滑塊A推出的速度越小,實(shí)驗(yàn)誤差一定越小C、氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)是否水平對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響【答案】滑塊自由通過兩光電門時(shí)間相等A【解析】(1)[1]判斷氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)水平的方法是接通氣源，可以使其中一個(gè)滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，看滑塊經(jīng)過兩光電門的時(shí)間是否相等，若滑塊自由通過兩光電門時(shí)間相等，則導(dǎo)軌水平；(2)[2]由題意可知，滑塊A通過光電門1的速度滑塊B通過光電門2的速度滑塊A再次通過光電門1的速度如果碰撞過程動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得整理得(3)[3]A．由于碰撞后滑塊A再次通過光電門1，所以滑塊A的質(zhì)量小于滑塊