Question

11．利用氣墊導軌通過閃光照相進行“探究碰撞中的不變量”實驗．
（1）實驗要求研究兩滑塊碰撞時動能損失很小和很大等各種情況，若要求碰撞時動能損失最大應選圖1中的乙（填“甲”或“乙”）．（甲圖兩滑塊分別裝有彈性圈，乙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥）
（2）兩滑塊質(zhì)量分別是m₁=15g，m₂=10g，由實驗數(shù)據(jù)作出它們碰撞前后的x-t圖象如圖17所示，則兩滑塊碰撞前總動量是0.015kgm/s，碰撞后的總動量是0.015kgm/s，由此得出結(jié)論碰撞中動量矢量和守恒．

Answer 1

分析 （1）碰撞分為彈性碰撞和非彈性碰撞，彈性碰撞時能量損失很��；而非彈性碰撞時損失最大．
（2）由速度圖象求出小球的位移與對應的時間，由速度公式求出小球的速度，然后根據(jù)動量的計算公式求出小球的動量，由動量定理可以求出碰撞過程的平均作用力．

解答 解：（1）乙圖中由于裝有撞針和橡皮泥，則兩物體相碰時成為一體，機械能的損失最大；而甲圖中采用彈性圈，二者碰后即分離，此種情況下，機械能的損失最小，機械能幾乎不變；
故答案為：乙      
（2）m₁=15g=0.015g，m₂=10g=0.010g；
由圖象可知，碰前入射小球的速度：
v₁=$\frac{x_{1}}{t_{1}}$=$\frac{0.2}{0.2}$=1m/s，
被碰球的速度：v₂=0，
碰后入射球的速度：
v₁′=$\frac{x'_{1}}{t_{1}}$=$\frac{0.3-0.2}{0.4-0.2}$=0.5m/s，
被碰球碰后的速度：
v₂′=$\frac{x'_{2}}{t_{2}}$=$\frac{0.35-0.2}{0.4-0.2}$=0.75m/s，
碰前系統(tǒng)總動量為：p=m₁v₁+m₂v₂=0.015×1=0.015kg•m/s，
入射小球碰撞后的動量為：m₁v₁′=0.0075kg/s，
被碰小球碰撞后的動量為：m₂v₂=0.0075kg•m/s，
碰后系統(tǒng)的總動量為：p′=m₁v₁′+m₂v₂′=0.015kg•m/s．
則可知，碰撞前后總動量守恒；
故答案為：（1）乙； （2）0.015Kgm/s；0.015Kgm/s；碰撞中動量矢量和守恒

點評 本題考查碰撞類型中能量關(guān)系，要注意明確當二者相碰后粘在一起時，機械能的損失是最大的，同時能根據(jù)位移時間圖象分析速度大小，再確定碰撞前后的動量．