- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

江苏省海安高级中学2018-2019学年高二物理6月月考试卷

如图所示为某同学应用气垫导轨“探究碰撞中的不变量”的实验装置。

（1）、实验操作如下：

a．用天平分别测出滑块1、滑块2的质量m₁、m₂；用游标卡尺测出两遮光片的宽度d₁、d₂；

b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；

c．在滑块1和滑块2间放入一个锁定的压缩弹簧，用细绳固定，静止放置在气垫导轨上；

d．剪断细绳，读取滑块1、滑块2与弹簧分离后通过光电门的时间分别为t₁和t₂；

e．利用上述测量数据，若得出关系式成立，即可得出碰撞中守恒的量是动量的矢量和。

（2）、关于该实验方案，下列说法正确的是_____。

A、遮光片应选择较窄的 B、两滑块的质量应该相同 C、若两遮光片的宽度相同则不需要测出其宽度

（3）、本实验需要调节气垫导轨水平，调节方案是；

（4）、若某同学实验前没有调节气垫导轨水平，重复进行了多次实验，结果总是滑块1的动量大于滑块2的动量，出现这一结果的原因可能是导轨左侧（选填“高于”或“低于”）导轨右侧；

（5）、某同学利用上述数据还测出被压缩弹簧弹性势能的大小E_P ，则弹性势能E_P=。

举一反三

某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，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相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．他设计的装置如图（a）所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片以平衡摩擦力．

如图甲，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

某同学利用图示装置，通过研究甲、乙两个小球碰撞前、后的动量关系来验证动量守恒定律。

为了探究碰撞中的不变量，小明同学设计了如下实验，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的高度为h，物块B质量是小球A的5倍，放置于粗糙的水平面上且位于O点正下方物块与水平面间的动摩擦因数为μ，现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，观察到小球A反弹。小球与物块均可视为质点，空气阻力可以忽略不计，重力加速度为g

某同学设计一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车 A 的前端粘有橡皮泥，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 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动.他设计的具体装置如图所示.在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz．长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．

如图所示，某探究小组用图示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，图中的气垫导轨由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。

（1）实验探究小组采用了正确的操作步骤：

①该小组测出了滑块通过两个光电门的挡光时间。已知两滑块上遮光板的宽度相同。滑块1通过光电门1的挡光时间为 $\text{[math]}$ ，通过光电门2的挡光时间为 $\text{[math]}$ ，滑块2通过光电门2的挡光时间为 $\text{[math]}$ ；

②测得滑块1的质量为 $\text{[math]}$ ，滑块2（包括弹簧）的质量为 $\text{[math]}$ 。

（2）数据处理与实验结论：

①实验中采用气垫导轨的原因是{#blank#}1{#/blank#}；

②本实验探究滑块碰撞前后动量是否守恒，其验证等式为{#blank#}2{#/blank#}。

（3）另一实验探究小组采用了上一小组的装置，并采用了新的方式做“探究碰撞中的不变量”的实验。如图所示，两个滑块用细线连接且静止，中间有一个压缩到最短的轻质弹簧。烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为 $\text{[math]}$ 。滑块1的质量为 $\text{[math]}$ ，滑块2的质量为 $\text{[math]}$ ，则动量守恒应满足的关系式为{#blank#}3{#/blank#}。

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