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完成题目中的实验后,实验小组对上述装置进行了如图所示的改变. a.在木板表面先后...

完成题目中的实验后,实验小组对上述装置进行了如图所示的改变.

a.在木板表面先后钉上白纸和复印纸,并将木板竖直立于靠近槽口处,使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O

b.将木板向右平移适当的距离固定,再使小球A从原固定点C由静止释放,撞到木板上得到痕迹P

c.把半径相同的小球B静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球A仍从原固定点C由静止释放,与小球B相碰后,两球撞在木板上得到痕迹MN

d.用刻度尺测量纸上O点到MPN三点的距离分别为,请你写出用直接测量的物理量来验证两球碰撞过程中系统的质量和速度的乘积不变的表达式:_____________________________________.(小球AB的质量分别为

 

【解析】 [1]小球离开轨道后做平抛运动,设木板与抛出点之间的距离为x,由平抛运动规律得 水平方向有 竖直方向有 解得 放小球B之前,小球A落在图中的P点,设A的水平初速度为,小球A和B发生碰撞后,球A的落点在图中的N点,设其水平初速度为,球B的落点是图中的M点,设其水平初速度为,小球碰撞的过程中若 即 则 .  
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考点分析:
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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,MPN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________.

    

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。

 

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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m1v1m2v2________g·m/s.

 

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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________.

 

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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_________(填偏大偏小相等”)。

 

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某同学设计如图 ()所示的装置,通过半径相同的AB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,AB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 ()所示,其中米尺水平放置,且平行于GRO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

BA球与B球碰撞后,AB两球落点位置到O点的距离

CAB两球的质量    

DG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AB两球落点位置到O点的距离分别为xAxBAB两球的质量分别为mAmB,已知AB两球半径均为r,则通过式子_________即可验证AB两球碰撞中的不变量。

 

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