1.(8分)用图示装置研究碰撞中的不变量,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m1v1大小为_____g·m/s,右侧滑块质量为149 g,两滑块质量与速度乘积的矢量和m1v1+m2v2=_______ g·m/s。
【解析】左侧滑块的速度为:v1= = =0.225 m/s,
则左侧滑块m1v1=100 g×0.225 m/s=22.5 g·m/s;
右侧滑块的速度为:v2= = m/s=0.15 m/s,
则右侧滑块m2v2=149 g×(-0.15 m/s)≈-22.4 g·m/s。
可见在误差允许的范围内两滑块m1v1+m2v2=0。
答案:22.5 0
2.(12分)如图所示为某同学设计的一种探究动量守恒定律的实验装置和原理图。长木板固定在水平桌面上,一端伸出桌面,另一端装有竖直挡板,轻弹簧的一端固定在竖直挡板上,另一端被入射小球从自然长度位置A点压缩至B点,释放小球,小球沿木板从右端水平抛出,落在水平地面上的记录纸上,重复10次,确定小球的落点位置;再把被碰小球放在木板的右边缘处,重复上述实验10次,在记录纸上分别确定入射小球和被碰小球的落点位置。
(1)关于实验的要点,下列说法正确的是_______。
A.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
B.入射小球的半径必须与被碰小球的半径相同
C.长木板必须尽可能地光滑
D.用重垂线的目的是确定长木板的右端在地面的投影位置
E.实验重复10次,是为了从小球的落地点中找出一个最清晰的点作为最终落地点
(2)入射小球前、后两次的落地位置分别为原理图中的_________两点;若入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则实验需要验证的表达式为_______________。(用图中字母表示)
【解析】(1)为了保证碰撞后两球都能从长木板飞出,入射小球的质量必须大于被碰小球的质量,选项A正确;为了保证两球发生正碰,入射小球的半径必须与被碰小球的半径相同,选项B正确;长木板可以不光滑,只要保证每次弹簧的压缩量相同,每次入射小球与被碰小球碰撞前的速度便会相同,选项C错误;用重垂线的目的是确定长木板的右端在地面的投影位置,以便准确测量出小球平抛运动的水平位移,选项D正确;实验重复10次,是为了从小球的落地点中找出小球落地点的中心位置,以减小实验误差,选项E错误。
(2)入射小球前、后两次的落地点位置分别为原理图中的Q、P 两点,由于平抛运动的时间相同,速度与水平位移成正比,实验需要验证的表达式为m1·OQ=m1·OP+m2·OR。
答案:(1)A、B、D(2)Q、P m1·OQ=m1·OP+m2·OR