题目
【题文】现利用图甲所示的装置“验证动量守恒定律”。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,左侧与穿过打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片数字计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲实验测得滑块A的质量纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲,滑块B的质量纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲,遮光片的宽度纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲;打点计时器所用交变电流的频率纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲。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B相碰,碰后数字计时器显示的时间为纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲,碰撞前、后打出的纸带如图乙。(1)通过分析可知:纸带的_______端(填“A”或“B”)与滑块A左侧相连;(2)滑块A在碰撞前速度大小纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲,滑块A在碰撞后速度大小纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲=_______纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲,滑块B碰撞后的速度大小为纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲=_______纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲(保留三位有效数字);(3)设两滑块碰撞前、后的动量分别为p和纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲,则纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲和纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲=_______纸带 遮光片-|||-光电门-|||-A B-|||-气垫导轨-|||-甲(保留三位有效数字)
【题文】现利用图甲所示的装置“验证动量守恒定律”。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,左侧与穿过打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片数字计时器(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的质量
,滑块B的质量
,遮光片的宽度
;打点计时器所用交变电流的频率
。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B相碰,碰后数字计时器显示的时间为
,碰撞前、后打出的纸带如图乙。
(1)通过分析可知:纸带的_______ 端(填“A”或“B”)与滑块A左侧相连;
(2)滑块A在碰撞前速度大小
,滑块A在碰撞后速度大小
=_______
,滑块B碰撞后的速度大小为
=_______
(保留三位有效数字);
(3)设两滑块碰撞前、后的动量分别为p和
,则
和
=_______
(保留三位有效数字)


实验测得滑块A的质量
,滑块B的质量
,遮光片的宽度
;打点计时器所用交变电流的频率
。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B相碰,碰后数字计时器显示的时间为
,碰撞前、后打出的纸带如图乙。(1)通过分析可知:纸带的
(2)滑块A在碰撞前速度大小
,滑块A在碰撞后速度大小
=
,滑块B碰撞后的速度大小为
=
(保留三位有效数字);(3)设两滑块碰撞前、后的动量分别为p和
,则
和
=
(保留三位有效数字)题目解答
答案
【答案】B 0.880 2.50 0.546
解析
步骤 1:确定纸带的连接端
根据纸带的运动方向,可以判断出纸带的B端与滑块A左侧相连。因为纸带上的点迹间距逐渐减小,表明滑块A在碰撞前的速度逐渐减小,而碰撞后速度增加,因此纸带的B端与滑块A相连。
步骤 2:计算滑块A碰撞后的速度
根据纸带上的点迹,可以计算出滑块A碰撞后的速度。取纸带上相邻两点间的距离,计算出平均速度,即为碰撞后的速度。根据题目给出的数据,取相邻两点间的距离为0.0176m,时间间隔为0.02s,计算出滑块A碰撞后的速度为0.880m/s。
步骤 3:计算滑块B碰撞后的速度
根据数字计时器记录的时间,可以计算出滑块B碰撞后的速度。根据题目给出的数据,遮光片的宽度为0.01m,时间间隔为0.004s,计算出滑块B碰撞后的速度为2.50m/s。
步骤 4:计算碰撞前后的动量
根据题目给出的数据,可以计算出碰撞前后的动量。碰撞前的动量为${m}_{1}{v}_{0}=0.560kg\cdot m/s$,碰撞后的动量为${m}_{1}{v}_{1}+{m}_{2}{v}_{2}=0.546kg\cdot m/s$。
根据纸带的运动方向,可以判断出纸带的B端与滑块A左侧相连。因为纸带上的点迹间距逐渐减小,表明滑块A在碰撞前的速度逐渐减小,而碰撞后速度增加,因此纸带的B端与滑块A相连。
步骤 2:计算滑块A碰撞后的速度
根据纸带上的点迹,可以计算出滑块A碰撞后的速度。取纸带上相邻两点间的距离,计算出平均速度,即为碰撞后的速度。根据题目给出的数据,取相邻两点间的距离为0.0176m,时间间隔为0.02s,计算出滑块A碰撞后的速度为0.880m/s。
步骤 3:计算滑块B碰撞后的速度
根据数字计时器记录的时间,可以计算出滑块B碰撞后的速度。根据题目给出的数据,遮光片的宽度为0.01m,时间间隔为0.004s,计算出滑块B碰撞后的速度为2.50m/s。
步骤 4:计算碰撞前后的动量
根据题目给出的数据,可以计算出碰撞前后的动量。碰撞前的动量为${m}_{1}{v}_{0}=0.560kg\cdot m/s$,碰撞后的动量为${m}_{1}{v}_{1}+{m}_{2}{v}_{2}=0.546kg\cdot m/s$。