Question

【题目】利用图甲所示的装置探究碰撞中的不变量，在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间，实验测得滑块A质量m1=0.280kg，滑块B的质量m2=0.110kg，遮光片的宽度d=0.50cm；打点计时器所用的交流电的频率为f=50Hz，将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与静止的B相碰；碰后光电计时器显示的时间为△tB=2.500ms，碰撞后打出的纸带如图乙所示

(1)在该实验方案中，下列说法正确的是____

A．调节气垫导轨，确保导轨水平

B．滑块A的初始位置应尽可能靠近滑块B

C．遮光片的宽度适当窄一些有利于减小误差

D．滑块A和滑块B的质量交换也可完成该实验

(2)两滑块碰撞前A滑块的速度大小为____m/s，两滑块碰撞后B滑块的速度大小为____m/s；(结果保留三位有效数字)

(3)碰撞后滑块A的质量和速度的乘积大小为____kg·m/s；(结果保留三位有效数字)

(4)通过实验采集到的数据可得，在误差允许的范围内，A、B两个滑块碰撞过程中的不变量是____

Answer 1

【答案】AC 1.90 2.00 0.308 两滑块总动量

【解析】

(1)[1]A．导轨水平，可以消除重力分力的影响，故A正确；

B．滑块A的初始位置越靠近B，不利于滑块A碰前的初速度计算，故B错误；

C．遮光片的宽度适当窄些，处理滑块的速度越准确，故C正确；

D．由于A的质量较大，如果交换质量，有可能使A反弹，则不能完成该实验，故D错误。

故选AC；

(2)[2]由图乙所示纸带可知，碰撞前A的速度

[3]两滑块碰撞后B滑块的速度大小

；

(3)[4]碰撞后滑块A的速度为

碰撞后滑块A的质量和速度的乘积大小为

；

(4)[5]碰撞后滑块B的质量和速度的乘积大小为

碰撞前滑块A的质量和速度的乘积大小为

碰撞后滑块A、B的质量和速度的乘积之和为

所以在误差允许的范围内，A、B两个滑块碰撞过程中的不变量是两滑块与速度乘积之和即总动量。