学习了“探究碰撞中的不变量”的实验后，某实验小组选用图甲所示的水平气垫导、光电门等测量装置...

高二物理填空题中等难度题查看答案及解析

在学习了“实验：探究碰撞中的不变量”的实验后，得出了动量守恒定律，反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律。下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。

实验过程：

（1）调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作。

（2）在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。

（3）在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥（或双面胶纸）。

（4）用天平测出滑块1和滑块2的质量m₁、m_2。

（5）把滑块1和滑块2放在气垫导轨上，让滑块2处于静止状态（=0）,用滑块1以初速度与之碰撞（这时光电计时器系统自动计算时间）,撞后两者粘在一起，分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间和碰后通过光电门的遮光时间。

（6）先根据④计算滑块1碰撞前的速度及碰后两者的共同速度；再计算两滑块碰撞前后的动量，并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。

实验数据： m₁=0.324kg   m₂=0.181kg      L=1.00×10^-3m

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在学习了“实验：探究碰撞中的不变量”的实验后，得出了动量守恒定律，反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律。下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。实验过程：

（1）调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作。

（2）在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。

（3）在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥（或双面胶纸）。

（4）用天平测出滑块1和滑块2的质量m₁、m_2。

（5）把滑块1和滑块2放在气垫导轨上，让滑块2处于静止状态（=0）,用滑块1以初速度与之碰撞（这时光电计时器系统自动计算时间）,撞后两者粘在一起，分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间和碰后通过光电门的遮光时间。

（6）先根据④计算滑块1碰撞前的速度及碰后两者的共同速度；再计算两滑块碰撞前后的动量，并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。

实验数据： m₁=0.324kg   m₂=0.181kg      L=1.00×10^-3m

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学习了“探究碰撞中的不变量”的实验后，某实验小组选用图甲所示的水平气垫导、光电门等测量装置研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。主要实验步骤如下：

① 调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作；

②在滑块1上装上挡光片，在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥，用游标卡尺测量挡光片宽度L 用天平测出滑块1和滑块2的质量m1=0.32kg、m2=0.18kg；

③将滑块1和滑块2放在气垫导轨上，滑块2处于静止状态，让滑块1以一定的初速度 与滑块2碰撞，撞后两者粘在一起，记下碰前挡光片的遮光时间t1=0.015s和碰后挡光 片的遮光时间t2=0.024s。

(1)游标卡尺测量的挡光片宽度L如图乙所示，则L=________mm

(2)滑块1碰前的动量p1=_____：两滑块碰撞后的总动量p2=______（计算结果保留两位有效数字）；

(3)p1与p2的大小有差异，其原因是_________。

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气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。

实验过程：

（1）调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作。

（2）在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。

（3）在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥（或双面胶纸）。

（4）用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2。

（5）把滑块1和滑块2放在气垫导轨上，让滑块2处于静止状态（=0），用滑块1以初速度与之碰撞（这时光电计时器系统自动计算时间），撞后两者粘在一起，分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间和碰后通过光电门的遮光时间。

（6）先根据计算滑块1碰撞前的速度及碰后两者的共同速度；再计算两滑块碰撞前后的动量，并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。将下面的表格填写完整(保留3位小数).

实验数据： m1=0.324kg　　 m2=0.181kg　　　　 L=1.00×10-3m

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如图所示，某实验小组设计了—个用气垫导轨装置验证动量守恒定律的实验：

质量为m2的滑块2静止放在水平气垫导轨上光电门②的右侧，质量为m1的滑块从光电门①的右倒向左运动，穿过光电门①与滑块2发生碰撞。某次实验中，碰后两个滑块分离，滑块2穿过光电门②后被导轨左端的粘接条粘住，滑块1被反弹后再次穿过光电门①后用手将它停住。数字计时器分别记录下滑块1两次通过光电门①的遮光时间分别为△t1和△t2 、滑块2通过光电门②的遮光时间为△t2。已知两个滑块上固定的遮光条宽度相同。

(1)为了探究碰撞中动量是否守恒，除了测量遮光时间外,海必须测量的物理量是_____。

A.　　 遮光条的宽度d

B.　　 两滑块(包含遮光条)的质量m1和m2

C.　　 两光电门之间的距离L

D.　　 消块2初始静止位罝到光电门②之间的距离x

(2)该实验中动置守恒的表达式为_______(用测得的物理量符号表示）。

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某实验小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验．如图甲所示，气垫导轨上有A、B两个滑块，质量分别为200g、150g，用细绳将滑块A、B连接，使A、B间的轻质弹簧处于压缩状态，开始时两个滑块都处于静止状态．若某时刻烧断细绳，滑块开始运动，图乙给出两个滑块运动过程的频闪照片频闪的频率为20Hz，分析照片：

(1)A、B离开弹簧后，A的动量大小为______，B的动量大小为______．

(2)根据实验数据，实验小组得出“在实验误差允许的范围内，两个滑块组成的系统动量守恒”．你认为得到这个结论的依据是____________．

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某同学利用光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，在气垫导轨上有两个滑块，滑块上安装相同的遮光条，让滑块A碰撞静止的B．碰前光电门1遮光时间为t1，碰后光电门1的遮光时间为t2，光电门2的遮光时间为t3.

（1）要验证动量守恒，还需要测量哪些物理量：__________________ （写出物理量及对应字母）

（2）需要验证碰撞前后动量守恒的表达式为 ___________________ （用题中字母表示）

（3）造成此实验误差的主要原因有：（_______）

A．导轨安放不水平　　　　　 B．小车上遮光条宽度

C．两小车质量不相等　　 D．两小车碰后可能粘在一起

（4）若要进一步验证此碰撞是弹性碰撞，则要验证的表达式为__________________。

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某学习小组利用气垫导轨装置来探究“做功与物体动能改变的关系”, 图示为实验装置示意图. 利用气垫导轨上的光电门可测出滑块上的细窄挡光片经过时的挡光时间.重力加速度为,气垫导轨水平放置,不计滑轻和导轨摩擦.实验步骤如下:

A.测出挡光片的宽度为,滑块与挡光片的质量为;

B.轻细线的一端固定在滑块上,另一端绕过定滑轮挂上一砝码盘, 盘和砝码的总质量为,细绳与导轨行;

C.让滑块静止放在导轨左侧的某一位置,测出挡光片到光电门的距离为;

D.释放滑块,测出挡光片经过光电门的挡光时间为;

E.改变砝码的质量,保证滑块每次都在同一位置由静止释放,光电门可测得对应的挡光时间.

（1）滑块经过光电门时速度的计算式_____(用题目中所给的字母来表达)

（2）细线的拉力做功的表达式为_____,滑块的动能改变的表达式为 _____(用题目中所给的字母来表示)

（3）我们可以通过测得的多组数据来建立的关系图像来进行更准确的实验验证,则图示中哪一项更符合真实的实验情况（_____）

A.

B.

C.

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用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。

（1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2的时间分别为t1、t2，当t1______t2（填“>”、“=”、“<”），则说明气垫导轨水平。

（2）滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A—个向右的初速度，通过光电门1的时间为t1，A与B碰撞后再次通过光电门1的时间为t2，滑块B通过光电门2的时间为△t3。为完成该实验，还必需测量的物理量有__________

A．挡光片的宽度d

B．滑块A的总质量m1

C．滑块B的总质量m2

D．光电门1到光电门2的间距L

（3）若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：___________（用已知量和测量量表示）

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