2019-2020学年人教新课标选修3-5 16.1实验探究碰撞中的不变量 同步练习（解析版)
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年人教新课标选修3-5 16.1实验探究碰撞中的不变量 同步练习（解析版) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 261.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-02-18 00:22:29 | ||
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文档简介
16.1实验探究碰撞中的不变量
同步练习（解析版)
1．质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移—时间图象如图所示,由图有以下说法:①碰撞前两物体质量与速度的乘积相同;②质量m1等于质量m2;③碰撞后两物体一起做匀速直线运动;④碰撞前两物体质量与速度的乘积大小相等、方向相反。其中正确的是（ ）
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
2．在探究碰撞中的不变量时，采用如图所示的实验装置，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，则下列说法中正确的是（ ）
A．第一、二次入射小球的落点依次是A、B
B．第一、二次入射小球的落点依次是C、B
C．第二次入射小球和被碰小球将同时落地
D．第二次入射小球和被碰小球不会同时落地
3．在用两个小球的碰撞来验证碰撞中的不变量时，不是产生误差的主要原因是（ ）
A．碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向
B．小球在空气中飞行时受到空气阻力
C．通过复写纸描得的各点，不是理想的点，有一定的大小，从而带来作图上的误差
D．测量长度时有误差
4．如图所示，设车厢长为L，质量为M，静止在光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体，以速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞几次后（碰撞过程无能量损耗），相对于车厢静止，下列说法正确的是
A．这时车厢的速度为v0，水平向右
B．这时车厢的速度为，水平向右
C．摩擦产生的热量
D．物体相对于车厢的路程一定为L
5．如图为课本参考案例二，则下列说法正确的是（ ）
A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长
B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度
C．两小球必须都是刚性球，且质量相同
D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动
6．如图某物体在拉力F的作用下没有运动，经时间t后（?? ）
A．拉力的冲量为Ft??? B．拉力的冲量为Ftcosθ??? C．合力的冲量为零??? D．重力的冲量为零
7．有两个小球a、b在水平桌面上发生碰撞,在满足下列条件时能够发生一维碰撞的是 （ ）
A．小球a静止,另一个小球b经过a球时刚好能擦到a球的边缘
B．小球a静止,另一个小球b沿着a、b两球球心连线去碰a球
C．相碰时,相互作用力的方向沿着球心连线
D．相碰时,相互作用力的方向与两球相碰之前的速度方向都在同一条直线上
8．如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。关于上述过程，下列说法中正确的是（ ）
A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不同
9．某同学用图甲所示装置通过大小相同的A、B两小球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，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球放在水平槽末端，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B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。
（1）安装器材时要注意：固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿_________方向。
（2）小球A的质量m1与小球B的质量m2应满足的关系是m1_________ m2（填“＞”“＜”或“＝”）
（3）某次实验中，得出小球的落点情况如图乙所示（单位：cm），P′、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置（把落点圈在内的最小圆的圆心）。若本次实验的数据很好地验证了动量守恒定律，则入射小球和被碰小球的质量之比m1：m2 _________。
10．如图，将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。碰撞时难免有能量损失，只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变，它才有可能是我们寻找的不变量。
如图甲所示，用细线将两个滑块拉近，把弹簧压缩，然后烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动。如图乙所示，在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架，可以得到能量损失很小的碰撞。在滑块的碰撞端粘橡皮泥，可以增大碰撞时的能量损失。如果在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动，这样的碰撞中能量损失很大。
若甲、乙、丙图中左侧滑块和右侧滑块的质量都为m，两遮光片的宽度都为d，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。
状态
左侧光电门
右侧光电门
甲图
装置
碰前
无
无
碰后
T1
T2
乙图
装置
碰前
T3
无
碰后
无
T4
丙图
装置
碰前
T3
无
碰后
无
T6
a．根据实验数据，若采用乙图装置，碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T4。若采用丙图装置，碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T6。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断T4和T6的关系应为T4________T6（选填“>”、“<”或“=”）。
b．利用图甲所示的实验装置能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小__________？如果可以，请根据实验中能够测出的物理量写出表达式__________。
11．某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验，在小车A的前端粘有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起继续做匀速运动，如图甲所示．在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为50 Hz.
(1)若已得到打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间的距离．则应选图中________段来计算A碰前的速度，应选________段来计算A和B碰后的速度．
(2)已测得小车A的质量mA＝0.40 kg，小车B的质量mB＝0.20 kg，则由以上结果可得碰前mAvA＋mBvB＝________kg·m/s，碰后mAv′A＋mBv′B＝________kg·m/s.
(3)从实验数据的处理结果来看，A、B碰撞的过程中，可能哪个物理量是不变的？ _______________________.
12．某同学利用电火花打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图(a)所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．
(1)下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把电火花打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先______________，然后________，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图(b)所示；
⑧测得滑块1的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.
完善实验步骤⑥的内容．
(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg·m/s(保留三位有效数字)．
(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是___________________________________
13．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图2所示，采用的实验步骤如下：
①a. 用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。
b. 调整气垫导轨，使导轨处于水平。
c. 在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。
d. 用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图3所示。读出滑块的宽度d ＝__________cm。
e. 按下电钮放开卡销，光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为s和s。滑块通过光电门E的速度v1 =______ m/s，滑块通过光电门F的速度；v2 =______ m/s
②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________。
参考答案
1．C
【解析】由题图可知,m1和m2碰前都做匀速直线运动,但运动方向相反,碰后两物体位置不变,即处于静止,所以碰后速度都为零,故①③错误,④正确;又由图线夹角均为θ,故碰前速度大小相等,可得m1等于m2,②也正确。
2．D
【解析】最远的C点一定是被碰小球的落点,碰后入射小球的速度将减小,因此A、B均错误;由于被碰小球是放在斜槽末端的,因此被碰小球飞出后入射小球才可能从斜槽末端飞出,两小球不可能同时落地,C错,D对。
3．B
【解析】
【详解】
碰撞前后小球的速度方向不是绝对沿水平方向、落点的确定、长度的测量等都是造成误差的主要原因；而在本实验中，由于小球运动的速度不是很大，所以空气阻力虽然会对测量结果造成影响，但不是产生误差的主要原因．
4．BC
【解析】
【分析】
物体与车厢反复碰撞，最终两者速度相等，在此过程中，两者组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出车厢的速度。
【详解】
A、B项：以物体与车厢组成的系统为研究对象，以向右为正，
由动量守恒定律可得：mv=（M+m）v′
最终车的速度v′= ，方向与v的速度相同，水平向右，故A错误，B正确；
C、D项：以物体与车厢组成的系统为研究对象，由能量守恒得：
，由于联立解得：不一定等于L，故C正确，D错误。
故应选：BC。
5．ABD
【解析】
两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以A正确；由于计算碰撞前速度时用到了mgh＝mv2－0，即初速度为0，B正确；本实验中对小球是否有弹性无要求，C错误；两球正碰后，有各种运动情况，所以D正确。
6．AC
【解析】
试题分析：根据动量的公式，竖直方向拉力的冲量为：，水平拉力的冲量为，则拉力的冲量为，所以A正确，B错误；支持力不为零，作用时间不为零，故支持力的冲量不为零，C错误；根据动量定理，竖直方向上：，得，所以D错误；
考点：考查了动量定理以及冲量
【名师点睛】本题考查了动量定理以及冲量的计算公式，直接应用即可，注意冲量的方向与力的方向相同，与物体是否运动无关，难度不大
7．BD
【解析】根据牛顿运动定律,如果力的方向与速度方向在同一条直线上,这个力只改变速度的大小,不能改变速度的方向;如果力的方向与速度的方向不在同一直线上,则速度的方向一定发生变化,所以B、D项正确;A项不能发生一维碰撞;在任何情况下相碰两球的作用力方向都沿着球心连线,因此满足C项条件不一定能发生一维碰撞。
8．CD
【解析】
【详解】
A.在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；
B.小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒。故B错误；
C.男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故C正确；
D.木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不相同，故D正确。
9．水平 ＞ 4：1
【解析】
【详解】
[1]斜槽末端的切线要沿水平方向，才能保证两个小球离开斜槽后做平抛运动。
[2]为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即。
[3]根据实验原理可得:
由图乙可知：OM=15.5cm、OP′=25.5cm、ON=40.0cm，又因下落时间相同,即可求得：
代值可得：
10． 能
【解析】
【详解】
a.[1] 乙图装置和丙图装置中，因为碰前左侧光电门的挡光时间都是T3，说明两次实验左侧滑块的初速度都相同。乙图中两滑块发生的是非完全弹性碰撞，动能损失一部分，丙图中两滑块发生的是完全非弹性碰撞，动能损失最多。因此，两种情况下碰后右侧滑块的速度，乙图的要大于丙图的，在遮光片的宽度相同时，通过光电门的时间T4＜T6。
b.利用图甲所示的实验装置能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小。烧断细线前，系统的动能为零，只有弹性势能；烧断细线后，弹性势能完全转化为两滑块的动能；该过程中机械能守恒，所以只要计算烧断细线后两滑块的动能之和即可，即：
11．（1）BC； DE； （2）0.420； 0.417； （3）mv之和
【解析】
【详解】
(1)[1][2]．因为小车A与B碰撞前、后都做匀速运动，且碰后A与B黏在一起，其共同速度比A原来的速度小．所以，应选点迹分布均匀且点距较大的BC段计算A碰前的速度，选点迹分布均匀且点距较小的DE段计算A和B碰后的速度．
(2)[3][4]．由题图可知，碰前A的速度和碰后A、B的共同速度分别为：
vA＝m/s＝1.05 m/s，
v′A＝v′B＝m/s＝0.695 m/s.
故碰撞前：
mAvA＋mBvB＝0.40×1.05 kg·m/s＋0.20×0 kg·m/s＝0.420 kg·m/s.
碰撞后：
mAv′A＋mBv′B＝(mA＋mB)v′A＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s.
(3)[4]．数据处理表明，mAvA＋mBvB≈mAv′A＋mBv′B，即在实验误差允许的范围内，A、B碰撞前后物理量mv之和是不变的．
12．（1）启动打点计时器(或接通打点计时器电源)； 释放滑块1； （2）0.620； 0.618； （3）纸带和限位孔之间的摩擦力使滑块的速度减小
【解析】
【详解】
(1)⑥[1][2]．使用打点计时器时，应先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1.
(2)[3][4]．放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：
碰撞前滑块1的动量为：
p1＝m1v1＝0.310×kg·m/s＝0.620 kg·m/s，
滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620 kg·m/s；碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：
(m1＋m2)v2＝(0.310＋0.205)×kg·m/s＝0.618 kg·m/s.
(3)[5]．结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．
13．①1.015 2.03, 2.99 ②mAv1=mBv2
【解析】
【详解】
①.d、[1].滑块的宽度应该是主尺的示数1cm与副尺的示数的和，而副尺共有20个小格，即精确到0.05mm，由于第三个小格与主尺刻度线对齐，故读数为0.05mm×3=0.15mm，所以滑块的宽度为d=1cm+0.15mm=1cm+0.015cm=1.015cm; e、[2][3].滑块通过光电门E的速度
滑块通过光电门F的速度
②[4].由于系统水平方向所受合外力为0，故系统水平方向动量守恒，在释放前系统的动量为0，故在释放后系统的动量仍然为0，则有
mAv1+mB（-v2）=0，
即
mAv1=mBv2。
同步练习（解析版)
1．质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移—时间图象如图所示,由图有以下说法:①碰撞前两物体质量与速度的乘积相同;②质量m1等于质量m2;③碰撞后两物体一起做匀速直线运动;④碰撞前两物体质量与速度的乘积大小相等、方向相反。其中正确的是（ ）
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
2．在探究碰撞中的不变量时，采用如图所示的实验装置，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，则下列说法中正确的是（ ）
A．第一、二次入射小球的落点依次是A、B
B．第一、二次入射小球的落点依次是C、B
C．第二次入射小球和被碰小球将同时落地
D．第二次入射小球和被碰小球不会同时落地
3．在用两个小球的碰撞来验证碰撞中的不变量时，不是产生误差的主要原因是（ ）
A．碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向
B．小球在空气中飞行时受到空气阻力
C．通过复写纸描得的各点，不是理想的点，有一定的大小，从而带来作图上的误差
D．测量长度时有误差
4．如图所示，设车厢长为L，质量为M，静止在光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体，以速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞几次后（碰撞过程无能量损耗），相对于车厢静止，下列说法正确的是
A．这时车厢的速度为v0，水平向右
B．这时车厢的速度为，水平向右
C．摩擦产生的热量
D．物体相对于车厢的路程一定为L
5．如图为课本参考案例二，则下列说法正确的是（ ）
A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长
B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度
C．两小球必须都是刚性球，且质量相同
D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动
6．如图某物体在拉力F的作用下没有运动，经时间t后（?? ）
A．拉力的冲量为Ft??? B．拉力的冲量为Ftcosθ??? C．合力的冲量为零??? D．重力的冲量为零
7．有两个小球a、b在水平桌面上发生碰撞,在满足下列条件时能够发生一维碰撞的是 （ ）
A．小球a静止,另一个小球b经过a球时刚好能擦到a球的边缘
B．小球a静止,另一个小球b沿着a、b两球球心连线去碰a球
C．相碰时,相互作用力的方向沿着球心连线
D．相碰时,相互作用力的方向与两球相碰之前的速度方向都在同一条直线上
8．如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。关于上述过程，下列说法中正确的是（ ）
A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不同
9．某同学用图甲所示装置通过大小相同的A、B两小球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，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球放在水平槽末端，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B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。
（1）安装器材时要注意：固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿_________方向。
（2）小球A的质量m1与小球B的质量m2应满足的关系是m1_________ m2（填“＞”“＜”或“＝”）
（3）某次实验中，得出小球的落点情况如图乙所示（单位：cm），P′、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置（把落点圈在内的最小圆的圆心）。若本次实验的数据很好地验证了动量守恒定律，则入射小球和被碰小球的质量之比m1：m2 _________。
10．如图，将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。碰撞时难免有能量损失，只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变，它才有可能是我们寻找的不变量。
如图甲所示，用细线将两个滑块拉近，把弹簧压缩，然后烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动。如图乙所示，在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架，可以得到能量损失很小的碰撞。在滑块的碰撞端粘橡皮泥，可以增大碰撞时的能量损失。如果在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动，这样的碰撞中能量损失很大。
若甲、乙、丙图中左侧滑块和右侧滑块的质量都为m，两遮光片的宽度都为d，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。
状态
左侧光电门
右侧光电门
甲图
装置
碰前
无
无
碰后
T1
T2
乙图
装置
碰前
T3
无
碰后
无
T4
丙图
装置
碰前
T3
无
碰后
无
T6
a．根据实验数据，若采用乙图装置，碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T4。若采用丙图装置，碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T6。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断T4和T6的关系应为T4________T6（选填“>”、“<”或“=”）。
b．利用图甲所示的实验装置能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小__________？如果可以，请根据实验中能够测出的物理量写出表达式__________。
11．某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验，在小车A的前端粘有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起继续做匀速运动，如图甲所示．在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为50 Hz.
(1)若已得到打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间的距离．则应选图中________段来计算A碰前的速度，应选________段来计算A和B碰后的速度．
(2)已测得小车A的质量mA＝0.40 kg，小车B的质量mB＝0.20 kg，则由以上结果可得碰前mAvA＋mBvB＝________kg·m/s，碰后mAv′A＋mBv′B＝________kg·m/s.
(3)从实验数据的处理结果来看，A、B碰撞的过程中，可能哪个物理量是不变的？ _______________________.
12．某同学利用电火花打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图(a)所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．
(1)下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把电火花打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先______________，然后________，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图(b)所示；
⑧测得滑块1的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.
完善实验步骤⑥的内容．
(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg·m/s(保留三位有效数字)．
(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是___________________________________
13．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图2所示，采用的实验步骤如下：
①a. 用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。
b. 调整气垫导轨，使导轨处于水平。
c. 在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。
d. 用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图3所示。读出滑块的宽度d ＝__________cm。
e. 按下电钮放开卡销，光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为s和s。滑块通过光电门E的速度v1 =______ m/s，滑块通过光电门F的速度；v2 =______ m/s
②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________。
参考答案
1．C
【解析】由题图可知,m1和m2碰前都做匀速直线运动,但运动方向相反,碰后两物体位置不变,即处于静止,所以碰后速度都为零,故①③错误,④正确;又由图线夹角均为θ,故碰前速度大小相等,可得m1等于m2,②也正确。
2．D
【解析】最远的C点一定是被碰小球的落点,碰后入射小球的速度将减小,因此A、B均错误;由于被碰小球是放在斜槽末端的,因此被碰小球飞出后入射小球才可能从斜槽末端飞出,两小球不可能同时落地,C错,D对。
3．B
【解析】
【详解】
碰撞前后小球的速度方向不是绝对沿水平方向、落点的确定、长度的测量等都是造成误差的主要原因；而在本实验中，由于小球运动的速度不是很大，所以空气阻力虽然会对测量结果造成影响，但不是产生误差的主要原因．
4．BC
【解析】
【分析】
物体与车厢反复碰撞，最终两者速度相等，在此过程中，两者组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出车厢的速度。
【详解】
A、B项：以物体与车厢组成的系统为研究对象，以向右为正，
由动量守恒定律可得：mv=（M+m）v′
最终车的速度v′= ，方向与v的速度相同，水平向右，故A错误，B正确；
C、D项：以物体与车厢组成的系统为研究对象，由能量守恒得：
，由于联立解得：不一定等于L，故C正确，D错误。
故应选：BC。
5．ABD
【解析】
两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以A正确；由于计算碰撞前速度时用到了mgh＝mv2－0，即初速度为0，B正确；本实验中对小球是否有弹性无要求，C错误；两球正碰后，有各种运动情况，所以D正确。
6．AC
【解析】
试题分析：根据动量的公式，竖直方向拉力的冲量为：，水平拉力的冲量为，则拉力的冲量为，所以A正确，B错误；支持力不为零，作用时间不为零，故支持力的冲量不为零，C错误；根据动量定理，竖直方向上：，得，所以D错误；
考点：考查了动量定理以及冲量
【名师点睛】本题考查了动量定理以及冲量的计算公式，直接应用即可，注意冲量的方向与力的方向相同，与物体是否运动无关，难度不大
7．BD
【解析】根据牛顿运动定律,如果力的方向与速度方向在同一条直线上,这个力只改变速度的大小,不能改变速度的方向;如果力的方向与速度的方向不在同一直线上,则速度的方向一定发生变化,所以B、D项正确;A项不能发生一维碰撞;在任何情况下相碰两球的作用力方向都沿着球心连线,因此满足C项条件不一定能发生一维碰撞。
8．CD
【解析】
【详解】
A.在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；
B.小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒。故B错误；
C.男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故C正确；
D.木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不相同，故D正确。
9．水平 ＞ 4：1
【解析】
【详解】
[1]斜槽末端的切线要沿水平方向，才能保证两个小球离开斜槽后做平抛运动。
[2]为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即。
[3]根据实验原理可得:
由图乙可知：OM=15.5cm、OP′=25.5cm、ON=40.0cm，又因下落时间相同,即可求得：
代值可得：
10． 能
【解析】
【详解】
a.[1] 乙图装置和丙图装置中，因为碰前左侧光电门的挡光时间都是T3，说明两次实验左侧滑块的初速度都相同。乙图中两滑块发生的是非完全弹性碰撞，动能损失一部分，丙图中两滑块发生的是完全非弹性碰撞，动能损失最多。因此，两种情况下碰后右侧滑块的速度，乙图的要大于丙图的，在遮光片的宽度相同时，通过光电门的时间T4＜T6。
b.利用图甲所示的实验装置能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小。烧断细线前，系统的动能为零，只有弹性势能；烧断细线后，弹性势能完全转化为两滑块的动能；该过程中机械能守恒，所以只要计算烧断细线后两滑块的动能之和即可，即：
11．（1）BC； DE； （2）0.420； 0.417； （3）mv之和
【解析】
【详解】
(1)[1][2]．因为小车A与B碰撞前、后都做匀速运动，且碰后A与B黏在一起，其共同速度比A原来的速度小．所以，应选点迹分布均匀且点距较大的BC段计算A碰前的速度，选点迹分布均匀且点距较小的DE段计算A和B碰后的速度．
(2)[3][4]．由题图可知，碰前A的速度和碰后A、B的共同速度分别为：
vA＝m/s＝1.05 m/s，
v′A＝v′B＝m/s＝0.695 m/s.
故碰撞前：
mAvA＋mBvB＝0.40×1.05 kg·m/s＋0.20×0 kg·m/s＝0.420 kg·m/s.
碰撞后：
mAv′A＋mBv′B＝(mA＋mB)v′A＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s.
(3)[4]．数据处理表明，mAvA＋mBvB≈mAv′A＋mBv′B，即在实验误差允许的范围内，A、B碰撞前后物理量mv之和是不变的．
12．（1）启动打点计时器(或接通打点计时器电源)； 释放滑块1； （2）0.620； 0.618； （3）纸带和限位孔之间的摩擦力使滑块的速度减小
【解析】
【详解】
(1)⑥[1][2]．使用打点计时器时，应先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1.
(2)[3][4]．放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：
碰撞前滑块1的动量为：
p1＝m1v1＝0.310×kg·m/s＝0.620 kg·m/s，
滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620 kg·m/s；碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：
(m1＋m2)v2＝(0.310＋0.205)×kg·m/s＝0.618 kg·m/s.
(3)[5]．结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．
13．①1.015 2.03, 2.99 ②mAv1=mBv2
【解析】
【详解】
①.d、[1].滑块的宽度应该是主尺的示数1cm与副尺的示数的和，而副尺共有20个小格，即精确到0.05mm，由于第三个小格与主尺刻度线对齐，故读数为0.05mm×3=0.15mm，所以滑块的宽度为d=1cm+0.15mm=1cm+0.015cm=1.015cm; e、[2][3].滑块通过光电门E的速度
滑块通过光电门F的速度
②[4].由于系统水平方向所受合外力为0，故系统水平方向动量守恒，在释放前系统的动量为0，故在释放后系统的动量仍然为0，则有
mAv1+mB（-v2）=0，
即
mAv1=mBv2。