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用如图所示装置来探究碰撞中的不变量.质量为的钢球A用细线悬挂于O点,质量为的钢球...

用如图所示装置来探究碰撞中的不变量.质量为的钢球A用细线悬挂于O点,质量为的钢球B放在离地面高为H的小支柱上,O点到小球A球心的距离为L,小球释放前悬线伸直且悬线与竖直方向的夹角为.小球A释放后到最低点与B发生正碰,碰撞后B做平抛运动,小球A把轻杆指针OC推移到与竖直方向成夹角的位置,在地面上铺一张带有复写纸的白纸D.保持夹角不变,多次重复,在白纸上记录了多个B球的落地点(为已知量,其余物理为未知量)

1)图中的x应该是B球所处位置到________的水平距离.

2)为了验证两球碰撞过程中的不变量,需要测________等物理量.

3)用测得的物理量表示碰撞前后A球和碰撞前后B球的质量与速度的乘积依次为________________________________.

 

B球各次落地点所在最小圆的圆心 x,H, L, , 0 【解析】 (1)[1]x应为B球所处位置到B球各次落地点所在最小圆的圆心的水平距离. (2)[2]要验证碰撞中的不变量,即验证 需要测量的物理量有碰撞前后的速度、、;对于小球从某一固定位置摆动到最低点与小B碰撞时的速度可以由机械能守恒定律算出 由此可以看出,需要测出从悬点到小球A的距离L和摆线与竖直方向的夹角,碰撞后,小球A继续摆动并推动轻杆一起运动,碰后的速度也可以由机械能守恒定律算出,由 可以看出,需要测出,对于小球B碰后做平抛运动,由平抛运动知识 得 由此可以看出需要测量x,H, L, , 。 (3)[3] [4] [5] [6]由(2)中分析可知,碰撞前后A球和B球的质量与速度的乘积依次为: ,,0,  
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考点分析:
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某同学频闪照相和气垫导轨验证动量守恒定律,现用天平测出滑块AB的质量分别为300g200g,接着安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平.然后向气垫导轨通入压缩空气,再把AB两滑块放到导轨上,分别给它们初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为.如图所示是闪光4次拍摄得到的照片,其间AB两滑块均在0~80cm刻度范围内.第一次闪光时,滑块B恰好通过x=55cm处,滑块A恰好通过x=70cm,碰撞后滑块A静止.关于该实验,下列判断正确的是____________

A.两滑块的碰撞发生在第一次闪光后0.1s

B.碰撞前A的速度大小是0.5m/s

C.碰撞前B的速度大小是1.0m/s

D.实验结果表明,碰撞前后系统动量守恒

 

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某同学设计了一个用打点计时器验证碰撞中的动量守恒的实验:在小车A的前端黏有橡皮泥推动小车A使之做匀速运动然后与原来静止在前方的小车B相碰并黏合成一体继续做匀速运动他设计的装置如图所示.在小车A后连着纸带电磁打点计时器的电源频率为50 Hz,长木板下垫着小木片.则(      

A.长木板垫着小木片是为了平衡摩擦保证小车碰撞前后做匀速运动

B.实验过程中应先接通电源再让小车A运动

C.计算碰撞前后小车的速度时在纸带上任选对应过程的一段即可

D.此碰撞中A、B两小车这一系统的机械能守恒

 

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某学习小组为了验证碰撞中的动量守恒,设计了如下方案:如图所示,斜面与水平桌面平滑连接,先將质量为M的滑块A从斜面上某位置由静止释放,测量出滑块在水平桌面滑行的距离;接着将质量为m、相同材料的小滑块B放在斜面底端的水平轨道上,再让A从斜面上同一位置由静止释放,AB碰撞后,测量出各自沿桌面滑行的距离.实验中M>m,重力加速度为g.

(1)若满足关系式____________________,则验证了AB的碰撞动量守恒(用题目中给出的物理量表示).

(2)若满足关系式___________________,则验证了A B的碰撞是弹性碰擅(用题目中给出的物理量表示).

(3)若桌面稍有倾斜,本实验_________(填正确选项).

A.无法验证动量守恒

B.仍可以验证动量守恒

C.满足动量守恒的关系式将改变

 

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如图(a)所示在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车,甲车上系有一穿过打点计时器的纸带,当甲车获得水平向右的速度时,随即启动打点计时器,甲车运动一段距离后,与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动,纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况,如图(b)所示,电源频率为50Hz,则碰撞前甲车速度大小为________,碰撞后的共同速度大小为________.

   

 

 

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如图所示为探究碰撞中的不变量的实验装置示意图.在本实验中,实验必须要求的条件是(    )

A.斜槽轨道应尽可能光滑

B.斜槽轨道末端的切线水平

C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放

D.入射小球与被碰小球满足

 

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