某实验小组在进行“探究碰撞中的不变量”的实验入射小球与被碰小球半径相同.
(1)实验装置如图甲所示先不放B小球,使A小球从斜槽上某一固定点C(图中未画出)由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹,再把B小球静置于水平槽前端边缘处,让A小球仍从C处由静止滚下,A小球和B小球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹.如图乙所示,记录纸上的O点是重锤所指的位置,M、P、N分别为落点的痕迹.未放B小球时,A小球落地点是记录纸上的________点.
甲 乙
(2)实验中可以将表达式转化为来进行验证,其中、、为小球做平抛运动的水平位移,可以进行这种转化的依据是________.(请你选择一个最合适的答案)
A.小球飞出后的加速度相同
B.小球飞出后,水平方向的速度相同
C.小球在空中水平方向都做匀速直线运动,水平位移与时间成正比
D.小球在空中水平方向都做匀速直线运动,又因为从同高度平抛运动时间相同所以水平位移与初速度成正比。
用如图所示装置探究碰撞中的不变量,气垫导轨水平放置,挡光板宽度为9.0 mm,两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后,左侧滑块通过左侧光电计时器,记录时间为0.040 s,右侧滑块通过右侧光电计时器,记录时间为0.060 s,左侧滑块质量为100 g,左侧滑块的m1v1=________g·m/s,右侧滑块质量为150 g,两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1+m2v2=________g·m/s.
某同学采用如图所示的装置探究碰撞中的不变量把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让B球静止,拉起A球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起实验过程中除了要测量A球被拉起的角度和两球碰撞后摆起的最大角度之外,还需测量________(写出物理量的名称和符号)才能进行验证,用测量的物理量表示碰撞中的不变量的关系式是________.
用如图甲所示的装置验证动量守恒定律,小车P的前端粘有橡皮泥,后端连接通过打点计时器的纸带,在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力,推一下小车P,使之运动,与静止的小车Q相碰粘在一起,继续运动。
(1)实验获得的一条纸带如图乙所示,根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分,用刻度尺测得各点到起点A的距离。根据碰撞前后小车的运动情况,应选纸带上____________段来计算小车P的碰前速度。
(2)测得小车P(含橡皮泥)的质量为m1,小车Q(含橡皮泥)的质量为m2,如果实验数据满足关系式______________,则可验证小车P、Q碰撞前后动量守恒。
(3)如果在测量小车P的质量时,忘记粘橡皮泥,则所测系统碰前的动量与系统碰后的动量相比,将_________(填“偏大”或“偏小”或“相等”)。
某同学设计如图 (甲)所示的装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,B球落点痕迹如图 (乙)所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐.
(1)碰撞后B球的水平射程是________cm.
(2)在以下的选项中,本次实验必须进行的测量是________.
A.水平槽上未放B球时,A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,A、B两球落点位置到O点的距离
C.A、B两球的质量
D.G点相对于水平槽面的高度
(3)若本实验中测量出未放B球时A球落点位置到O点的距离为xA,碰撞后A、B两球落点位置到O点的距离分别为xA′、xB′,A、B两球的质量分别为mA、mB,已知A、B两球半径均为r,则通过式子_________即可验证A、B两球碰撞中的不变量。
现利用图甲中所示的装置探究碰撞中的不变量。在图甲中,小车A的前端粘有橡皮泥,后端连着纸带,启动打点计时器,给小车A一初速度,之后A与原来静止在前方的小车B相碰并粘在一起运动。实验测得小车A(含橡皮泥)的质量,小车B的质量,打点计时器所用交流电的频率,碰撞前后打出的纸带如图乙所示(单位:cm)
(1)关于实验过程中的注意事项,下列说法正确的是___。
A.长木板下垫着的薄木片是用来平衡摩擦力的
B.小车A和小车B的车轮应该由同种材料制成
C.应选用质量差不多大的两个小车
(2)碰前两小车的总动量为___kg·,碰后两小车的总动量为___ kg·(保留三位有效数字)。