实验八 验证动量守恒定律 (课件+学案+练习) 2027年高考物理一轮复习考点精讲

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实验八 验证动量守恒定律 (课件+学案+练习) 2027年高考物理一轮复习考点精讲

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高三一轮总复习高效讲义
物 理
01
第七章
动量守恒定律
实验八 验证动量守恒定律
知识梳理 夯实基础
考点探究 提升能力
实验
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03
01
知识梳理 夯实基础
m1v1+m2v2
m1v1'+m2v2'
天平
m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
天平
水平
同一位置
P
M
N
m1·OP=m1·OM+m2·ON
考点探究 提升能力
角度突破
验证动量守恒定律的三种方式
考点一
知识拓展
能力要语
角度突破
知识拓展
知识拓展
角度突破
能力要语
由碰撞实验进行新的实验探究
考点二
角度突破
能力要语
实验(八) 验证动量守恒定律
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谢谢观看实验八 验证动量守恒定律
对应学生用书P152
实验方案一:利用气垫导轨上滑块碰撞验证动量守恒定律
1.实验原理
在一维碰撞中,测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1'、v2',算出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2 及碰撞后的动量p'=m1v1'+m2v2' ,在误差允许的范围内,比较碰撞前、后动量是否相等。
2.实验器材
气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。
3.实验操作
(1)测质量:用天平测出两个滑块的质量。
(2)安装器材:正确安装气垫导轨,调整导轨至水平。
(3)测速度:接通电源,利用光电计时器测出挡光时间,结合挡光片的宽度计算两滑块碰撞前后的速度。
(4)重复:①改变滑块的质量,重复以上操作;②改变滑块的初速度大小和方向,重复以上操作。
4.数据记录及分析
(1)算速度:v= ,式中Δx为滑块上挡光片的宽度(仪器说明书上给出,也可直接测量),Δt为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。
(2)验证:在实验误差允许的范围内验证表达式m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' 是否成立。
实验方案二:利用斜槽末端小球碰撞验证动量守恒定律
1.实验器材
斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、圆规、刻度尺等。
2.实验操作
(1)测质量:用天平测出两个钢球的质量m1、m2。
(2)安装器材:将斜槽固定在铁架台上,使槽的末端水平。在适当位置铺放好白纸与复印纸。记下重锤线所指的位置O。
(3)不碰印点:不放被碰小球,让入射小球从斜槽上同一位置由静止滚下,碰到地面时在白纸上留下印迹,重复多次。
(4)碰撞印点:把被碰小球放在斜槽末端,让入射小球从斜槽上同一位置由静止滚下,使它们发生碰撞,两个小球碰到地面时在白纸上留下印迹,重复多次。
3.数据记录及分析
(1)找落点:用圆规画尽量小的圆,把所有的小球落点圈在里面。如图所示,圆心P是入射小球A直接平抛落点的平均位置,圆心M、N分别是碰撞后入射小球A、被碰小球B落点的平均位置。
(2)测水平距离:连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度。可用OP代替碰撞前入射小球A的速度,用OM代替碰撞后入射小球A的速度,用ON代替碰撞后被碰小球B的速度。
(3)验证:将测量数据代入有m1·OP=m1·OM+m2·ON ,看在误差允许的范围内是否成立。
考点一 验证动量守恒定律的三种方式
通过光电门验证动量守恒定律
【例1】 (2025·南通模拟)某同学利用如图甲所示的气垫导轨和光电门验证动量守恒定律。如图乙所示,在两个滑块A、B相互碰撞的端面装上弹性碰撞架,滑块碰撞后随即分开,两滑块上固定有相同的遮光条。
(1)用螺旋测微器测量遮光条宽度d,如图丙所示,并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上,可知遮光条的宽度d=    mm。
(2)调节气垫导轨水平时,先取下滑块B,将滑块A置于光电门a的左侧,向右轻推滑块A,若数字计时器记录滑块通过光电门a、b的时间分别为Δta、Δtb,且Δta>Δtb,则应调    (选填“高”或者“低”)气垫导轨左端的底脚螺丝。
(3)气垫导轨调节水平后,将滑块A置于光电门a的左侧,滑块b静置于    ,给滑块A一定的初速度去碰撞滑块B。
A.光电门a的左侧    B.光电门a、b之间    C.光电门b的右侧
(4)某次实验中,用滑块A去碰撞静止在气垫导轨上的滑块B,测得两滑块(包含遮光条)的质量分别为ma和mb,滑块A两次经过光电门a的时间为Δta、Δta',滑块B经过光电门b的时间为Δtb。则实验中ma    (选填“>”“<”或“=”)mb;若实验中只测量了两个滑块的质量(未包含遮光条),则验证过程中计算得到的碰撞前总动量    (选填“大于”“小于”或“等于”)碰撞后的总动量。
角度突破
1.利用气垫导轨进行实验,调节时确保导轨水平。
2.先得出滑块上遮光条的宽度d,再从光电计时装置读出运动时间Δt,由v=可求出滑块的速度。
知识拓展
1.气垫导轨阻力很小,可以大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差,还可以保证两个滑块的碰撞是一维的。
2.光电门计时准确,能较准确地记录遮光条的通过时间。
能力要语
注意速度的矢量性
(1)规定一个正方向,碰撞前后滑块速度的方向跟正方向相同即为正值,跟正方向相反即为负值。
(2)比较m1v1+m2v2与m1v1'+m2v2'是否相等时,应该把速度的正负号代入计算。
教学札记:
【例1】 解析:(1)用螺旋测微器测量遮光条宽度为
d=6.5 mm+29.0×0.01 mm=6.790 mm。
(2)气垫导轨水平时滑块经过两个光电门的时间应该相同,根据题意滑块通过光电门a、b的时间Δta>Δtb,说明滑块在导轨上做加速运动,所以应将气垫导轨左端的底脚螺丝调低。
(3)滑块A向右运动,先通过光电门a,与滑块B碰撞后,滑块B向右经过光电门,故滑块B应该放在光电门a、b之间,故B正确。
(4)滑块A向右运动,与滑块B碰撞后,滑块A要返回,所以滑块A的质量应该小于滑块B的质量;碰撞前系统总动量为(ma+m0)v0,碰后的总动量为(mb+m0)v2-(ma+m0)v1,根据动量守恒定律有(ma+m0) v0=(mb+m0)v2-(ma+m0)v1,若实验中只测量了两个滑块的质量(未包含遮光条),则碰撞前系统总动量为mav0,碰后的总动量为mbv2-mav1,因为v0>v2-v1,所以m0v0>m0v2-m0v1,故mav0<mbv2-mav1,即碰撞前总动量小于碰撞后的总动量。
答案:(1)6.790 (2)低 (3)B (4)< 小于
通过斜槽验证动量守恒定律
【例2】 某实验小组“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”,实验装置如图甲所示,将斜槽固定在铁架台上,使槽的末端水平,实验时,先让质量为m1的入射小球多次从斜槽上同一位置滚下,找到其平均落地点位置P;然后把另一个大小相同、质量为m2的被碰小球放在斜槽末端,再将入射球从斜槽上同一位置释放,跟被碰球发生正碰。多次实验找到入射球与被碰球的平均落地点位置M、N,如图乙所示,其中O点是小球抛出位置在水平地面的竖直投影。
(1)关于本实验,下列说法正确的是    。
A.入射球的质量可以小于被碰球的质量
B.不必测量斜槽末端到地面的竖直高度
C.需要用秒表测量小球做平抛运动的时间
D.小球沿斜槽滚下过程受到的摩擦力会对实验结果产生影响
(2)实验中用尽可能小的圆将小球落地点包含在内,取其圆心作为平均落点的位置,这样做的目的是减小测量时的    (选填“系统误差”或“偶然误差”)。
(3)若测得OP、OM、ON的距离分别为s1、s2、s3,则验证动量守恒的表达式为        (用题中所给物理量的符号表示)。
(4)该小组同学在测量线段长度时发现,OM、ON相差不明显,在不更换小球材质的情况下,请你给他们提出一点改进建议                     
     。
(5)完成上述实验后,小组成员查阅资料得知,恢复系数e能表征碰撞过程中能量的损失情况,恢复系数e等于碰撞后两物体相对速度大小与碰撞前两物体相对速度大小之比。本实验中测得的恢复系数e=        (用题中所给物理量符号表示),若代入数据计算得出e的数值近似等于    ,则可认为该碰撞为弹性碰撞。
角度突破
1.小球离开斜槽后做平抛运动,由H=gt2得到t=,可知所有小球的下落时间相同,故不用测出小球做平抛运动的时间。
2.小球初速度为v0=,所以可用平抛运动的水平射程x来表示小球做平抛运动的初速度v0。
知识拓展
1.正碰(对心碰撞):必须调整被碰球m2的位置,使其球心位于入射球m1飞出方向的延长线上,确保发生一维碰撞。
2.多次测量取平均:落点位置存在偶然误差,对每个落点组进行多次实验(10次左右)并取平均位置(最小圆圆心),能有效减小偶然误差。
能力要语
1.斜槽末端水平至关重要:只有末端水平,小球飞出时初速度才严格水平,其水平位移x才能准确代表水平初速度v0。
2.入射点高度固定:保证每次入射球m1到达斜槽末端的速度v1相同。
【例2】 解析:(1)入射小球质量需大于被碰球的质量,以此来保证发生碰撞后,速度方向不变,A错误;根据自由落体可知h=gt2,所以时间相同,又x=v0t,速度与水平位移成正比,故不需要测量高度和时间,B正确,C错误;保证小球从同一高度下落,即可保证初速度一样,与有无摩擦无关,D错误。
(2)取圆心即为将落点取平均,减小偶然误差。
(3)根据自由落体可知h=gt2,所以时间相同,又x=v0t,速度与水平位移成正比,根据动量守恒有
m1s1=m1s2+m2s3。
(4)相差不大则证明初速度较小,可以选择增大入射小球释放点的高度,或者增大桌面高度,以此增加时间,增加水平位移的差值。
(5)在碰撞过程中的运动时间相同,则有e==,根据动量守恒和能量守恒有
m1v1=m1v2+m2v3,m1=m1+m2,解得=1。
答案:(1)B (2)偶然误差 (3)m1s1=m1s2+m2s3 (4)增大入射球释放点的高度(或增大桌面离地面的高度) (5) 1
通过斜面验证动量守恒定律
【例3】 (2023·辽宁高考)某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律,设计了如下实验:用纸板搭建如图所示的滑道,使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上,其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量,得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1>m2)。将硬币甲放置在斜面某一位置,标记此位置为B。由静止释放甲,当甲停在水平面上某处时,测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处,左侧与O点重合,将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后,分别测量甲、乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变,重复实验若干次,得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。
(1)在本实验中,甲选用的是    (选填“一元”或“一角”)硬币。
(2)碰撞前,甲到O点时速度的大小可表示为      (设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g)。
(3)若甲、乙碰撞过程中动量守恒,则=     (用m1和m2表示),然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒。
(4)由于存在某种系统或偶然误差,计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1,写出一条产生这种误差可能的原因             
     。
角度突破
本题中,单物体的合力与质量成正比,物体动能的变化也与质量成正比,所以应用动能定理(-μmgs=-mv2)消除物体质量的影响,只要测定了运动距离s就能巧妙求解速度v。
教学札记:
能力要语
验证动量守恒定律的实验创新方向之一是灵活运用测量速度的方法或运用替代思想测量速度进行相应转化。
教学札记:
【例3】 解析:(1)甲与乙碰撞后没有反弹,可知甲的质量大于乙的质量,甲选用的是一元硬币。
(2)甲从O点到P点,根据动能定理-μm1gs0=0-m1,解得碰撞前甲到O点时速度的大小v0=。
(3)同理可得,碰撞后甲的速度和乙的速度分别为v1=,v2=,若动量守恒,则满足
m1v0=m1v1+m2v2,整理可得=。
(4)由于存在某种系统或偶然误差,计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1,产生这种误差可能的原因:①测量误差,因为无论是多精良的仪器也是会有误差的,不可能做到绝对准确;②碰撞过程中,我们认为内力远大于外力,动量守恒,实际上碰撞过程中,两个硬币组成的系统合力不为零。(任选其一)
答案:(1)一元 (2) (3) (4)碰撞过程中,两个硬币组成的系统合力不为零(或实验过程中存在测量误差)
考点二 由碰撞实验进行新的实验探究
探究碰撞实验中的能量变化规律
【例4】 (2025·广东高考)请完成下列实验操作和计算。
(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图所示,读数    mm。
(2)实验小组利用小车碰撞实验测量吸能材料的性能,装置如图所示,图中轨道由轨道甲和乙平滑拼接而成,且轨道乙倾角较大。
①选取相同的两辆小车,分别安装宽度为1.00 cm的遮光条。
②轨道调节
调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高。将小车在轨道乙上释放,若测得小车通过光电门A和B的    。证明已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力。
③碰撞测试
先将小车1静置于光电门A和B中间,再将小车2在M点由静止释放,测得小车2通过光电门A的时间为t2,碰撞后小车1通过光电门B的时间为t1。若t2    t1,可将两小车的碰撞视为弹性碰撞。
④吸能材料性能测试
将吸能材料紧贴于小车2的前端。重复步骤③。测得小车2通过光电门A的时间为10.00 ms,两车碰撞后,依次测得小车1和2通过光电门B的时间分别为15.00 ms、30.00 ms,不计吸能材料的质量,计算可得碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为    (结果保留2位有效数字)。
角度突破
1.螺旋测微器(千分尺)的分度值为0.01 mm,读数需包括固定刻度和可动刻度(需估读一位)之和。
2.平衡摩擦力的原理是:让小车从一个倾斜轨道(甲)上滑下,利用重力分量来补偿它在水平轨道(甲)上受到的阻力。当小车在倾斜轨道上运动时,若通过两个光电门的时间相等,说明其做匀速直线运动,合力为零。
能力要语
弹性碰撞的核心内涵是“动量守恒”“动能守恒”。通过对比不同碰撞模型,学会将实际情景(如安装吸能材料)抽象为物理模型(非弹性碰撞),并进行定量分析。
教学札记:
【例4】 解析:(1)由图可知,小球的直径为
d=8 mm+26.0×0.01 mm=8.260 mm。
(2)②若已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力,小车将在轨道甲上做匀速直线运动,通过两个光电门的速度相等,即通过光电门A和B的时间相等。
③若两个小车发生弹性碰撞,由于两个小车的质量相等,则碰撞后两个小车的速度互换,即碰撞后小车1的速度等于碰撞前小车2的速度,则有t2=t1。
④碰撞前小车2的速度为v0== m/s=1 m/s,碰撞后,小车1和小车2的速度分别为v1== m/s,v2== m/s,则碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为==≈0.56。
答案:(1)8.260(8.259~8.261均正确) (2)②时间相等 ③= ④0.56
[实验(八)] 验证动量守恒定律
(选择题每题5分,非选择题每题10分,建议用时:40分钟)
1.用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。
(1)本实验要求轨道末端切线水平,入射小球和被碰小球半径相同,在同一组实验中,入射小球    (选填“必须”或“不必须”)从同一位置由静止释放。
(2)未放被碰小球,多次从同一位置由静止释放入射小球,小球在纸上留下很多个痕迹,如图乙所示,为了确定平均落点,最合理的是    。
A.a圆圆心      B.b圆圆心      C.c圆圆心
(3)某同学在实验中记录了小球落点的平均位置M、P、N,发现M和N偏离了OP方向,使点O、M、P、N不在同一条直线上,如图丙所示,若要验证两小球碰撞前后在OP方向上动量是否守恒,则下列操作正确的是    。
(4)入射小球A、被碰小球B两球的质量分别为mA=35 g、mB=7 g,小球落地点的位置距O点的距离如图丁所示。利用图丙实验中测得的数据计算碰撞前的总动量p与碰撞后的总动量p'的比值为   (结果保留两位有效数字)。
解析:(1)同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放,以保证到达底端做平抛运动时的初速度相同。
(2)小球多次落点在纸上形成一簇分布,需要选取能尽量“囊括”所有落点并且半径尽可能小的圆的圆心来确定小球的平均落点,可知图中标号c的圆心最合理。故选C。
(3)小球均做平抛运动,竖直方向下落的高度一定,则下落时间相等,水平方向的速度之比可等效为位移之比,P点是入射小球不碰撞时下落的位置,所以需要测量OP及OM、ON在OP方向的投影长度OM0、ON0。故选B。
(4)碰前小球A的水平速度为v0=,碰后小球A、B的水平速度分别为vA'=,vB'=,则碰前总动量p=mAv0=mA,碰后总动量p'=mAvA'+mBvB'=mA+mB,将数据代入,计算得≈0.98。
答案:(1)必须 (2)C (3)B (4)0.98
2.(2025·扬州测试)某小组用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。
(1)关于橡皮泥在本实验中的作用,下列说法正确的是    。
A.改变小车的质量
B.在两车碰撞时起到缓冲作用,防止撞坏小车
C.若在两个小车的碰撞端分别贴上尼龙搭扣(魔术贴),可起到相同的作用
(2)关于实验的操作,下列说法正确的是    。
A.实验前应微调木板的倾斜程度,使小车P能静止在木板上
B.接通打点计时器电源后,应将小车P由静止释放
C.与小车P碰撞前,小车Q应静止在木板上的适当位置
D.加砝码以改变小车质量再次实验,必须再次调整木板倾角
(3)打点计时器每隔0.02 s打一次点,实验得到的一条纸带如图乙所示,已将各计数点之间的距离标在图上。则小车P碰撞前的速度为    m/s(计算结果保留3位有效数字)。
(4)测得小车P的总质量为m1,小车Q的总质量为m2,图乙中AB、BC、CD、DE四段长度分别为x1、x2、x3、x4,为了验证动量守恒定律,需要验证的表达式是    
       (用题中所给物理量符号表示)。
(5)某同学发现系统碰后动量的测量值总是大于碰前动量的测量值,可能的原因是  
           (写出一条即可)。
解析:(1)在碰撞过程中,橡皮泥在本实验中的作用是使碰撞后两车粘连在一起,故C正确。
(2)实验前应微调木板的倾斜程度,以平衡摩擦力,使小车P能在木板上做匀速直线运动,故A错误;接通打点计时器电源后,小车P匀速运动,故释放时需有一定的初速度,故B错误;与小车P碰撞前,小车Q应静止在木板上,保证碰撞前速度为0,且位置要适当,保证可以测量出小车P的碰前速度和小车P、Q粘连后的速度,故C正确;加砝码以改变小车质量再次实验,不需要再次调整木板倾角,故D错误。
(3)碰撞前的速度应该选择BC段求平均速度,则
v==×10-2 m/s≈1.63 m/s。
(4)x4为碰撞后二者一起运动的距离,则根据动量守恒定律可得m1v=(m1+m2)v',v=,v'=,解得m1x2=(m1+m2)x4。
(5)若系统碰后动量的测量值总是大于碰前动量的测量值,则说明碰撞前Q不是处于静止状态,故碰前小车Q具有沿木板向下的速度。
答案:(1)C (2)C (3)1.63 (4)m1x2=(m1+m2)x4 (5)木板倾角过大(碰前小车Q具有沿木板向下的速度)
3.小明利用如图甲所示的实验装置验证动量定理。将遮光条安装在滑块上,用天平测出遮光条和滑块的总质量M=200.0 g,槽码和挂钩的总质量m=50.0 g。实验时,将滑块系在绕过定滑轮悬挂有槽码的细线上。滑块由静止释放,数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间Δt1和Δt2,以及这两次开始遮光的时间间隔Δt,用游标卡尺测出遮光条宽度,计算出滑块经过两光电门速度的变化量Δv。
(1)游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示,其宽度d=    mm。
(2)打开气泵,待气流稳定后调节气垫导轨,直至看到导轨上的滑块能在短时间内保持静止,其目的是                             。
(3)多次改变光电门2的位置进行测量,得到Δt和Δv的数据如表。请根据表中数据,在方格纸上作出Δv-Δt图线。
Δt/s 0.721 0.790 0.854 0.913 0.968
Δv/(m·s-1) 1.38 1.52 1.64 1.75 1.86
(4)查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2,根据动量定理,Δv-Δt图线斜率的理论值为    m/s2。
(5)实验结果发现,图线斜率的实验值总小于理论值,产生这一误差的两个可能原因是    。
A.选用的槽码质量偏小
B.细线与气垫导轨不完全平行
C.每次释放滑块的位置不同
D.实验中Δt的测量值偏大
解析:(1)游标卡尺的读数为
10 mm+4×0.05 mm=10.20 mm。
(2)滑块保持稳定,说明气垫导轨水平。
(3)根据表中数据描点并用直线连接,如图所示。
(4)根据动量定理FΔt=MΔv可得mgΔt=(M+m)Δv,则Δv-Δt图线斜率的理论值
k==1.96 m/s2。
(5)根据动量定理FΔt=MΔv可得=。理论上图像斜率k=,槽码质量不会影响实验值与理论值的误差,A错误;细线与气垫导轨不平行,滑块实际所受合力为F的水平分力,所以图线斜率的实验值偏小,B正确;滑块释放的位置与斜率相关的参量无关,C错误;Δt偏大,则偏小,图线斜率偏小,D正确。
答案:(1)10.20 (2)将气垫导轨调至水平 (3)图像见解析 (4)1.96 (5)BD
4.如图所示,某实验小组用轨道和两辆相同规格的小车验证动量守恒定律。该小组首先通过实验验证了小车在水平轨道上运动所受阻力正比于小车重力,然后验证动量守恒定律实验步骤如下:
①在小车上适当放置砝码,分别测量甲车总质量m1和乙车总质量m2;
②将卷尺固定在水平轨道侧面,零刻度与水平轨道左端对齐。先不放乙车,让甲车多次从倾斜轨道上挡板位置由静止释放,记录甲车停止后车尾对应刻度,求出其平均值x0;
③将乙车静止放在轨道上,设定每次开始碰撞位置如图所示,此时甲车车尾与水平轨道左端刚好对齐,测出甲车总长度(含弹簧)L。由挡板位置静止释放甲车,记录甲车和乙车停止后车尾对应刻度,多次重复实验求出其对应平均值x1和x2;
④改变小车上砝码个数,重复①、②、③步骤。
(1)由图可知L=    cm。
(2)实验中,在倾斜轨道上设置挡板以保证甲车每次从同一位置静止释放,其原因是                  。
(3)若本实验所测的物理量符合关系式            (用所测物理量的字母表示),则验证了小车碰撞前后动量守恒。
(4)某同学先把4个50 g的砝码全部放在甲车上,然后通过逐次向乙车转移一个砝码的方法来改变两车质量进行实验,若每组质量只采集一组位置数据,则该同学最多能采集    组有效数据。
(5)实验小组通过分析实验数据发现,碰撞前瞬间甲车的动量总是比碰撞后瞬间两车的总动量略大,原因是    。
A.碰撞过程中弹簧上有机械能损失
B.两车间相互作用力冲量大小不等
C.碰撞过程中阻力对两小车有冲量
解析:(1)刻度尺估读到0.1 mm,甲车车尾与水平轨道左端刚好对齐,测出甲车总长度(含弹簧)L为20.00 cm。
(2)在倾斜轨道上设置挡板以保证甲车每次从同一位置静止释放,其原因是确保每次甲车尾部到达水平轨道左端时速度相等。
(3)小车在水平轨道上运动所受阻力正比于小车重力,即f=kmg,根据甲车停止后车尾对应刻度,求出其平均值x0,则甲的初速度为v0==,由挡板位置静止释放甲车,记录甲车和乙车停止后车尾对应刻度,多次重复实验求出其对应平均值x1和x2,则碰后的速度为v1==,v2==,由碰撞过程满足动量守恒,有m1=m1+m2。
(4)两辆相同规格的小车,即质量相同,而甲车上装上砝码后与乙车碰撞,为了防止反弹,需要甲的总质量大于等于乙的质量,则最多能够转移2个砝码两车的质量就相等,算上最开始4个砝码在甲车上的一组数据,共可以获得3组碰撞数据。
(5)碰撞前瞬间甲车的动量总是比碰撞后瞬间两车的总动量略大,则碰撞过程有外力作用,即碰撞过程中阻力对两小车有冲量,故选C。
答案:(1)20.00 (2)确保每次甲车尾部到达水平轨道左端时速度相等 (3)m1=m1+m2 (4)3 (5)C

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