如图,将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。碰撞时难免有能量损失,只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变,它才有可能是我们寻找的不变量。

如图甲所示,用细线将两个滑块拉近,把弹簧压缩,然后烧断细线,弹簧弹开后落下,两个滑块由静止向相反方向运动。如图乙所示,在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架,可以得到能量损失很小的碰撞。在滑块的碰撞端粘橡皮泥,可以增大碰撞时的能量损失。如果在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中,使两个滑块连成一体运动,这样的碰撞中能量损失很大。

若甲、乙、丙图中左侧滑块和右侧滑块的质量都为m,两遮光片的宽度都为d,光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。
a.根据实验数据,若采用乙图装置,碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T4。若采用丙图装置,碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T6。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律,请你判断T4和T6的关系应为T4________T6(选填“>”、“<”或“=”)。
b.利用图甲所示的实验装置能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小__________?如果可以,请根据实验中能够测出的物理量写出表达式__________。

如图甲所示,用细线将两个滑块拉近,把弹簧压缩,然后烧断细线,弹簧弹开后落下,两个滑块由静止向相反方向运动。如图乙所示,在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架,可以得到能量损失很小的碰撞。在滑块的碰撞端粘橡皮泥,可以增大碰撞时的能量损失。如果在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中,使两个滑块连成一体运动,这样的碰撞中能量损失很大。

若甲、乙、丙图中左侧滑块和右侧滑块的质量都为m,两遮光片的宽度都为d,光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。
| 状态 | 左侧光电门 | 右侧光电门 |
甲图 装置 | 碰前 | 无 | 无 |
碰后 | T1 | T2 | |
乙图 装置 | 碰前 | T3 | 无 |
碰后 | 无 | T4 | |
丙图 装置 | 碰前 | T3 | 无 |
碰后 | 无 | T6 |
a.根据实验数据,若采用乙图装置,碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T4。若采用丙图装置,碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T6。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律,请你判断T4和T6的关系应为T4________T6(选填“>”、“<”或“=”)。
b.利用图甲所示的实验装置能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小__________?如果可以,请根据实验中能够测出的物理量写出表达式__________。
某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩了的弹簧,如图所示,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察木块的运动情况,进行必要的测量,验证木块间相互作用时动量守恒.

(1)该同学还必须有的器材是___________.
(2)需要直接测量的物理是(写出相应的名称及符号)______.
(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是___________.
(4)桌面左右两端间的距离,对实验结果的准确性_________(选填“有”或“无”)影响.

(1)该同学还必须有的器材是___________.
(2)需要直接测量的物理是(写出相应的名称及符号)______.
(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是___________.
(4)桌面左右两端间的距离,对实验结果的准确性_________(选填“有”或“无”)影响.
为了“探究碰撞中的不变量”,实验可以在气垫导轨上进行,这样就可以大大减小阻力,滑块在碰撞前、后的运动可以看成是匀速直线运动,使实验的可靠性及准确度得以提高,在某次实验中,A、B两铝制滑块在一水平长气垫导轨上相碰,用闪光照相每隔0.4s的时间拍摄一次照片,每次拍摄时闪光的延续时间很短,可以忽略,如图所示,已知滑块A、B之间的质量关系是
,拍摄共进行了4次,第一次是在两滑块相撞之前,以后的三次是在碰撞之后,A原来处于静止状态,设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10cm至105cm这段范围内运动(以滑块上的箭头位置为准).

(1)根据闪光照片求A、B两滑块碰撞前后的速度大小.
(2)根据闪光照片分析说明两滑块碰撞前后两个物体各自的质量与速度的乘积之和是不是不变量.


(1)根据闪光照片求A、B两滑块碰撞前后的速度大小.
(2)根据闪光照片分析说明两滑块碰撞前后两个物体各自的质量与速度的乘积之和是不是不变量.
某实验小组在进行“探究碰撞中的不变量”的实验入射小球与被碰小球半径相同.
(1)实验装置如图甲所示先不放B小球,使A小球从斜槽上某一固定点C(图中未画出)由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹,再把B小球静置于水平槽前端边缘处,让A小球仍从C处由静止滚下,A小球和B小球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹.如图乙所示,记录纸上的O点是重锤所指的位置,M、P、N分别为落点的痕迹.未放B小球时,A小球落地点是记录纸上的________点.

甲 乙
(2)实验中可以将表达式
转化为
来进行验证,其中
、
、
为小球做平抛运动的水平位移,可以进行这种转化的依据是________.(请你选择一个最合适的答案)
(1)实验装置如图甲所示先不放B小球,使A小球从斜槽上某一固定点C(图中未画出)由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹,再把B小球静置于水平槽前端边缘处,让A小球仍从C处由静止滚下,A小球和B小球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹.如图乙所示,记录纸上的O点是重锤所指的位置,M、P、N分别为落点的痕迹.未放B小球时,A小球落地点是记录纸上的________点.


甲 乙
(2)实验中可以将表达式





A.小球飞出后的加速度相同 |
B.小球飞出后,水平方向的速度相同 |
C.小球在空中水平方向都做匀速直线运动,水平位移与时间成正比 |
D.小球在空中水平方向都做匀速直线运动,又因为从同高度平抛运动时间相同所以水平位移与初速度成正比。 |
某同学采用如图所示的装置探究碰撞中的不变量把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让B球静止,拉起A球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起实验过程中除了要测量A球被拉起的角度
和两球碰撞后摆起的最大角度
之外,还需测量________(写出物理量的名称和符号)才能进行验证,用测量的物理量表示碰撞中的不变量的关系式是________.



关于“探究碰撞中的不变量”实验,下列说法不正确的是( )
A.实验要求碰撞一般为一维碰撞 |
B.实验中的不变量是系统中物体各自的质量与速度的乘积之和 |
C.只需找到一种情境的不变量即可,结论对其他情境也同样适用 |
D.进行有限次实验找到的不变量,具有偶然性,结论还需要实践检验 |
用如图所示装置来探究碰撞中的不变量.质量为
的钢球A用细线悬挂于O点,质量为
的钢球B放在离地面高为H的小支柱上,O点到小球A球心的距离为L,小球释放前悬线伸直且悬线与竖直方向的夹角为
.小球A释放后到最低点与B发生正碰,碰撞后B做平抛运动,小球A把轻杆指针OC推移到与竖直方向成夹角
的位置,在地面上铺一张带有复写纸的白纸D.保持夹角
不变,多次重复,在白纸上记录了多个B球的落地点(
、
为已知量,其余物理为未知量)

(1)图中的x应该是B球所处位置到________的水平距离.
(2)为了验证两球碰撞过程中的不变量,需要测________等物理量.
(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球和碰撞前后B球的质量与速度的乘积依次为________、________、________、________.








(1)图中的x应该是B球所处位置到________的水平距离.
(2)为了验证两球碰撞过程中的不变量,需要测________等物理量.
(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球和碰撞前后B球的质量与速度的乘积依次为________、________、________、________.
如图所示,在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验,实验步骤如下:
Ⅰ.把两滑块A和B紧贴在一起,在A上放质量为m的砝码,置于导轨上,用电动卡销卡住A和B,在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧,使弹簧处于水平方向上的压缩状态;
Ⅱ.按下电钮使电动卡销放开,同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器,当A和B与固定挡板C和D碰撞同时,电子计时器自动停表,记下A至C的运动时间t1,B至D的运动时间t2;
Ⅲ.重复几次,取t1和t2的平均值.

(1)在调整气垫导轨时应注意________ ;
(2)应测量的数据还有________ ;(写出相应物理量的名称和对应字母)
(3)只要关系式________ 成立,即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和.
Ⅰ.把两滑块A和B紧贴在一起,在A上放质量为m的砝码,置于导轨上,用电动卡销卡住A和B,在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧,使弹簧处于水平方向上的压缩状态;
Ⅱ.按下电钮使电动卡销放开,同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器,当A和B与固定挡板C和D碰撞同时,电子计时器自动停表,记下A至C的运动时间t1,B至D的运动时间t2;
Ⅲ.重复几次,取t1和t2的平均值.

(1)在调整气垫导轨时应注意
(2)应测量的数据还有
(3)只要关系式
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处由静止释放,钢球的落地点距上轨道末端的水平距离为x。

(1)若轨道光滑,
与h的理论关系应满足
__________ (用H、h表示)。
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表。
请在坐标纸上作出
关系图线。
(______ )

(3)对比实验结果与理论计算得到的
关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率___________ (选填“小于”或“大于”)理论值。
(4)从
关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是________________ 。

(1)若轨道光滑,


(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表。
![]() | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 |
![]() | 2.62 | 3.89 | 5.20 | 6.53 | 7.78 |
请在坐标纸上作出

(

(3)对比实验结果与理论计算得到的

(4)从

如图所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图。

(1)本实验中,实验必须要求的条件是(________)
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端点的切线是水平的
C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D.入射球与被碰球满足ma>mb,ra=rb
(2)图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是______;
A.ma•ON=ma•OP+mb•OM
B. ma•OP=ma•ON+mb•OM
C.ma•OP=ma•OM+mb•ON
D.ma•OM=ma•OP+mb•ON

(1)本实验中,实验必须要求的条件是(________)
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端点的切线是水平的
C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D.入射球与被碰球满足ma>mb,ra=rb
(2)图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是______;
A.ma•ON=ma•OP+mb•OM
B. ma•OP=ma•ON+mb•OM
C.ma•OP=ma•OM+mb•ON
D.ma•OM=ma•OP+mb•ON