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物理
训练07 实验:验证动量守恒定律
1. (2021·山东省莱州市第一中模拟测试)1(1)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验.实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况,若要求碰撞时动能损失最大应选下图中的_______(填“甲”或“乙”)、若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的_______.(填“甲”或“乙”)(甲图两滑块分别装有弹性圈,乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)
(2)某次实验时碰撞前B滑块静止,A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞,利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示.
已知相邻两次闪光时间间隔为T,在这4次闪光的过程中,A、B两滑块均在0~80 cm范围内,且第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10 cm处.若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽略不计,则可知碰撞发生在第1次闪光后的___________时刻,A、B两滑块质量比_______.
【答案】 (1). 乙 (2). 甲 (3). 2.5T (4). 2:3
【解析】(1)若要求碰撞时动能损失最大,则需两物体碰撞后结合在一起,故应选图中的乙;若要求碰撞动能损失最小则应使两物体发生完全弹性碰撞,即选图中的甲;(2)由图可知,第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10cm处;第二次A在x=30cm处;第三次A在x=50cm处;碰撞在x=60cm处,从第三次闪光到碰撞的时间为,则可知碰撞发生在第1次闪光后的2.5T时刻;若设碰前A的速度为v,则碰后A的速度为,B的速度为v,根据动量守恒定律可得:,解得:
2.(2021·高考全国理综I)某同学用如图所示的实验装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下:
(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时,可认为气垫导轨水平;
(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2;
(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;
(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12;