某实验小组利用气垫导轨探究碰撞中的不变量。实验装置如图1所示,充气的气垫导轨使滑块和导轨之间形成空气膜,从而极大地减小滑块运动过程中的摩擦阻力,同时利用光电门可以准确测量滑块运动过程中的速度大小。
(1)如何检验导轨安放是否水平?以下说法中,哪种做法最好,________。(填A或B)
A.将气垫导轨平放在桌上,不打开气源充气,将滑块放到导轨上,若滑块不动,则完成检验
B.将气垫导轨平放在桌上,先打开气源充气,再将滑块放到导轨上,轻推滑块,若滑块先后通过两个光电门时的挡光时间几乎一样,则完成检验
(2)速度的测量:用d表示滑块上挡光板的宽度,t为数字计时显示器显示的滑块挡板经过光电门的时间。则滑块经过光电门时的速度v=________。
(3)使用如图2的滑块,进行弹性碰撞的研究,采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB,且使mA<mB
b.给气垫导轨充气,调整旋钮,使导轨处于水平
c.把滑块B静止放置在气垫导轨上两光电门之间
d.将滑块A轻推出去,以某一初速度通过光电门1,记录滑块A档光片的档光时间t1之后与静止的滑块B发生弹性碰撞,记录滑块A、B档光片的档光时间分别为t2和t3与
e.测得滑块A、B档光片的宽度均为d则,碰撞前A、B两滑块质量与速度乘积之和为________;碰撞后A、B两滑块质量与速度乘积之和为________。
高三物理实验题中等难度题
某实验小组利用气垫导轨探究碰撞中的不变量。实验装置如图1所示,充气的气垫导轨使滑块和导轨之间形成空气膜,从而极大地减小滑块运动过程中的摩擦阻力,同时利用光电门可以准确测量滑块运动过程中的速度大小。
(1)如何检验导轨安放是否水平?以下说法中,哪种做法最好,________。(填A或B)
A.将气垫导轨平放在桌上,不打开气源充气,将滑块放到导轨上,若滑块不动,则完成检验
B.将气垫导轨平放在桌上,先打开气源充气,再将滑块放到导轨上,轻推滑块,若滑块先后通过两个光电门时的挡光时间几乎一样,则完成检验
(2)速度的测量:用d表示滑块上挡光板的宽度,t为数字计时显示器显示的滑块挡板经过光电门的时间。则滑块经过光电门时的速度v=________。
(3)使用如图2的滑块,进行弹性碰撞的研究,采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB,且使mA<mB
b.给气垫导轨充气,调整旋钮,使导轨处于水平
c.把滑块B静止放置在气垫导轨上两光电门之间
d.将滑块A轻推出去,以某一初速度通过光电门1,记录滑块A档光片的档光时间t1之后与静止的滑块B发生弹性碰撞,记录滑块A、B档光片的档光时间分别为t2和t3与
e.测得滑块A、B档光片的宽度均为d则,碰撞前A、B两滑块质量与速度乘积之和为________;碰撞后A、B两滑块质量与速度乘积之和为________。
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某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,气垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹簧架、光电门等组成.实验时,将气垫导轨调节水平并接通两个光电计时器,然后充气,把滑块2静止放在气垫导轨的中间,让滑块1通过弹射架运动起来去碰撞滑块2.
实验结果如下:滑块1通过光电门1的挡光时间为,反弹后再次通过光电门1的挡光时间为;滑块2通过光电门2的挡光时间为.测出挡光片的宽度为,测得滑块1(包括撞针)的质量为,滑块2(包括弹簧)质量。以下问题中,最终的计算结果均保留一位有效数字:
(1)气垫导轨的作用是 ;
(2)两滑块组成的系统碰撞前的总动量为 kg·m/s,碰撞后的总动量为 kg·m/s;
(3)请你继续分析本实验,在误差允许的范围内,两滑块组成的系统碰撞前、后的总动能不变?答: (填“不变”或“变”).
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在“探究碰撞中的不变量”实验中常会用到气垫导轨,导轨与滑块之间形成空气垫,使滑块在导轨上运动时几乎没有摩擦。现在有滑块A、B和带竖直挡板C、D的气垫导轨,用它们探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)。
采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量、;
b.调整气垫导轨使之水平;
c.在A、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.用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离;
e.按下电钮放开卡销,同时开始计时,当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时结束计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间和。
(1)实验中还应测量的物理量及其符号是____________。
(2)若取A滑块的运动方向为正方向,则放开卡销前,A、B两滑块质量与速度乘积之和为________;A、B两滑块与弹簧分离后,质量与速度乘积之和为________。若这两个和相等,则表示探究到了“碰撞中的不变量”。
(3)实际实验中,弹簧作用前后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等,可能产生误差的原因有_______.
A.气垫导轨不完全水平
B.滑块A、B的质量不完全相等
C.滑块与导轨间的摩擦力不真正为零
D.质量、距离、时间等数据的测量有误差
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(2012年2月唐山模拟)某研究小组在“探究加速度和力、质量的关系”时,利用气垫导轨和光电门进行实验。气垫导轨可以在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜,从而极大地减少摩擦力的影响,滑块的运动可以近似看成无摩擦运动。光电门可以准确地记录滑块挡光板通过光电门的时间,从而得到滑块通过光电门的速度,如图所示。
(1)实验时,该小组将托盘和砝码的重力作为滑块所受合外力,但实际上二者只是近似相等,请回答,二者近似相等需要满足什么条件?
________________________________________________________________
(2)滑块挡光板宽度为d,某次实验时发现光电门记录时间为△t,则滑块通过光电门时的速度大小的表达式v=__________。
(3)该小组保持滑块质量恒定,光电门的位置固定,并且始终从同一位置释放,不断改变砝码的个数,并通过计算得到多组滑块通过光电门的数据,如下表所示。
为了便于研究合外力与加速度的关系,该小组用托盘和砝码的总质量代表合外力作为横轴,请你选择合适的物理量代表加速度作为纵轴,并利用表格中数据在坐标纸中选择标度描点作图。通过绘出的图线可以得到如下结论:在滑块质量一定时,_____________________________。
高三物理实验题简单题查看答案及解析
托盘砝码总质量(g) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
V(m/s) | 0.50 | 0.71 | 0.86 | 1.01 | 1.12 | 1.23 |
l/v(s/m) | 2.00 | 1.41 | 1.16 | 0.99 | 0.89 | 0.81 |
v2(m2/s2) | 0.25 | 0.50 | 0.74 | 1.02 | 1.25 | 1.51 |
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
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托盘砝码总质量(g) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
v(m/s) | 0.50 | 0.71 | 0.86 | 1.01 | 1.12 | 1.23 |
1/v(s/m) | 2.00 | 1.41 | 1.16 | 0.99 | 0.89 | 0.81 |
v2(m2/s2) | 0.25 | 0.50 | 0.74 | 1.02 | 1.25 | 1.51 |
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气垫导轨(如图)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力.为了探究碰撞中的守恒量,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动.右下图为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,
在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的质量和速度大小的乘积分别为_______________ 、_______________ ,碰撞前两滑块的质量和速度乘积的矢量和为________ ;碰撞后两滑块的总质量和速度大小的乘积为________.重复上述实验,多做几次寻找碰撞中的守恒量.
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