Question

【題目】利用圖甲所示的裝置探究碰撞中的不變量，在圖甲中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過(guò)光電門的時(shí)間，實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑塊A質(zhì)量m1=0.280kg，滑塊B的質(zhì)量m2=0.110kg，遮光片的寬度d=0.50cm；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電的頻率為f=50Hz，將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它與靜止的B相碰；碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為△tB=2.500ms，碰撞后打出的紙帶如圖乙所示

(1)在該實(shí)驗(yàn)方案中，下列說(shuō)法正確的是____

A．調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，確保導(dǎo)軌水平

B．滑塊A的初始位置應(yīng)盡可能靠近滑塊B

C．遮光片的寬度適當(dāng)窄一些有利于減小誤差

D．滑塊A和滑塊B的質(zhì)量交換也可完成該實(shí)驗(yàn)

(2)兩滑塊碰撞前A滑塊的速度大小為____m/s，兩滑塊碰撞后B滑塊的速度大小為____m/s；(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)碰撞后滑塊A的質(zhì)量和速度的乘積大小為____kg·m/s；(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)可得，在誤差允許的范圍內(nèi)，A、B兩個(gè)滑塊碰撞過(guò)程中的不變量是____

Answer 1

【答案】AC 1.90 2.00 0.308 兩滑塊總動(dòng)量

【解析】

(1)[1]A．導(dǎo)軌水平，可以消除重力分力的影響，故A正確；

B．滑塊A的初始位置越靠近B，不利于滑塊A碰前的初速度計(jì)算，故B錯(cuò)誤；

C．遮光片的寬度適當(dāng)窄些，處理滑塊的速度越準(zhǔn)確，故C正確；

D．由于A的質(zhì)量較大，如果交換質(zhì)量，有可能使A反彈，則不能完成該實(shí)驗(yàn)，故D錯(cuò)誤。

故選AC；

(2)[2]由圖乙所示紙帶可知，碰撞前A的速度

[3]兩滑塊碰撞后B滑塊的速度大小

；

(3)[4]碰撞后滑塊A的速度為

碰撞后滑塊A的質(zhì)量和速度的乘積大小為

；

(4)[5]碰撞后滑塊B的質(zhì)量和速度的乘積大小為

碰撞前滑塊A的質(zhì)量和速度的乘積大小為

碰撞后滑塊A、B的質(zhì)量和速度的乘積之和為

所以在誤差允許的范圍內(nèi)，A、B兩個(gè)滑塊碰撞過(guò)程中的不變量是兩滑塊與速度乘積之和即總動(dòng)量。