1、(2012·鹽城模擬)某同學(xué)把兩塊大小不同的木塊用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的彈簧，如圖6-2-4所示，將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細(xì)線，觀察木塊的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行必要的測(cè)量，驗(yàn)證木塊間相互作用時(shí)動(dòng)量守恒.
(1)該同學(xué)還必須有的器材是________.
(2)需要直接測(cè)量的數(shù)據(jù)是________.
(3)用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的關(guān)系式是________.
2.用半徑相同的兩個(gè)小球A、B的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖6-2-5所示，斜槽與水平槽圓滑連接.實(shí)驗(yàn)時(shí)先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡.再把B球靜置于水平槽邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡.記錄紙上的O點(diǎn)是重垂線所指的位置，若測(cè)得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)的距離：OM=2.68 cm，OP=8.62 cm，ON=11.50 cm，并知A、B兩球的質(zhì)量比為21，則未放B球時(shí)A球落地點(diǎn)是記錄紙上的________點(diǎn)，系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量p與碰撞后總動(dòng)量p′的百分誤差×100%=________%(結(jié)果保留一位有效數(shù)字).
圖6-2-5
3.氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)能夠通過(guò)噴出的氣體使滑塊懸浮從而基本消除掉摩擦力的影響.因此成為重要的實(shí)驗(yàn)器材，氣墊導(dǎo)軌和光電門(mén)、數(shù)字毫秒計(jì)配合使用能完成許多實(shí)驗(yàn).
現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：
利用以上實(shí)驗(yàn)器材還可以完成“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn).
為完成此實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)原理設(shè)定為：
m1v0=(m1+m2)v
(1)針對(duì)此原理，我們應(yīng)選擇的器材編號(hào)為：________;
(2)在我們所選的器材中：________器材對(duì)應(yīng)原理中的m1(填寫(xiě)器材編號(hào)).
4.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng).他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖6-2-6甲所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz，長(zhǎng)木板右端下面墊放小木塊用以平衡摩擦力.
甲
乙
圖6-2-6
(1)若已知打出的紙帶如圖6-2-6乙所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距已標(biāo)在圖上.A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選___段來(lái)計(jì)算A的碰前速度;應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度.(以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)
(2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1=0.40 kg，小車B的質(zhì)量m2=0.20 kg.由以上測(cè)量結(jié)果可得：碰前總動(dòng)量為_(kāi)__kg·m/s;碰后總動(dòng)量為_(kāi)_______kg·m/s.
5.
圖6-2-7
氣墊導(dǎo)軌(如圖6-2-7)工作時(shí)，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力.為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個(gè)質(zhì)量均為a的滑塊，每個(gè)滑塊的一端分別與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng).圖6-2-8為某次實(shí)驗(yàn)打出的點(diǎn)跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以相同間距的6個(gè)連續(xù)點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長(zhǎng)度s1、s2和s3.若題中各物體量的單位均為國(guó)際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動(dòng)量大小分別為_(kāi)_______、________，兩滑塊的總動(dòng)量大小為_(kāi)_______;碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為_(kāi)_______.重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多做幾次.若碰撞前、后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證.
圖6-2-8
1【解析】 這個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路是通過(guò)測(cè)平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移來(lái)代替它們作用完畢時(shí)的速度.
【答案】 (1)刻度尺、天平 (2)兩木塊的質(zhì)量m1、m2和兩木塊落地點(diǎn)分別到桌子兩側(cè)邊的水平距離s1、s2 (3)m1s1=m2s2
2.【解析】 M、N分別是碰后兩球的落地點(diǎn)的位置，P是碰前A球的落地點(diǎn)的位置，碰前系統(tǒng)的總動(dòng)量可等效表示為p=mA·OP，碰后總動(dòng)量可等效表示為
p′=mA·OM+mB·ON，
則其百分誤差×100%
=×100%≈2%.
【答案】 P 2
3.【解析】 (1)滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上相互作用時(shí)應(yīng)滿足動(dòng)量守恒，碰撞前后滑塊的速度可以根據(jù)v=求得，其中d是遮光板的寬度，t是滑塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，故針對(duì)此原理應(yīng)選擇的器材編號(hào)為A、B、C.
(2)由于是利用v=求滑塊的速度，滑塊B有遮光板，而滑塊C沒(méi)有遮光板，故先運(yùn)動(dòng)的滑塊應(yīng)選B.
【答案】 (1)ABC (2)B
4.【解析】 (1)從分析紙帶上打點(diǎn)情況看，BC段既表示小車做勻速運(yùn)動(dòng)，又表示小車有較大速度，因此BC段能較準(zhǔn)確地描述小車A在碰撞前的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)選用BC段計(jì)算A的碰前速度.從CD段打點(diǎn)情況看，小車的運(yùn)動(dòng)情況還沒(méi)穩(wěn)定，而在DE段內(nèi)小車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，故應(yīng)選用DE段計(jì)算碰后A和B的共同速度.
(2)小車A在碰撞前速度v0== m/s=1.050 m/s，小車A在碰撞前動(dòng)量p0=m1v0=0.40×1.050 kg·m/s=0.420 kg·m/s，碰撞后A、B共同速度v共== m/s=0.695 m/s，碰撞后A、B的總動(dòng)量：p′=(m1+m2)v共=(0.40+0.20)×0.695 kg·m/s=0.417 kg·m/s
【答案】 (1)BC DE (2)0.420 0.417
5.【解析】 打點(diǎn)周期T=，打s1、s2、s3均用時(shí).碰前其中一滑塊的動(dòng)量p1=mv1=m=a.
碰前另一滑塊的動(dòng)量p2=mv2=m=a，故碰前總動(dòng)量p=p1-p2=0.2ab(s1-s3)，同理碰后總動(dòng)量
p′=2·m=0.4abs2.
【答案】 0.2abs1 0.2abs3 0.2ab(s1-s2) 0.4abs2
