【題型一】教材原型實(shí)驗(yàn)
1.用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。
(1)本實(shí)驗(yàn)要求軌道末端切線水平，入射小球和被碰小球半徑相同，在同一組實(shí)驗(yàn)中，入射小球 （選填“必須”或“不必須”）從同一位置由靜止釋放。
(2)在入射小球的質(zhì)量大于被撞小球質(zhì)量的前提下，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的有________。
A．入射小球和被碰小球的質(zhì)量、B．入射小球開(kāi)始的釋放高度h
C．小球拋出點(diǎn)距地面的高度HD．兩球相碰前后的平拋射程O(píng)B、OA、OC
(3)該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的關(guān)系式為 ；若進(jìn)一步研究該碰撞是否為彈性碰撞，還需要判斷關(guān)系式 是否成立。（用（2）中的物理量表示）
2.利用圖示的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)碰撞過(guò)程進(jìn)行研究。讓質(zhì)量為m1的滑塊A與質(zhì)量為m2的靜止滑塊B在水平氣墊導(dǎo)軌上發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，比較碰撞后A和B的速度大小和，進(jìn)而分析碰撞過(guò)程是否為彈性碰撞。完成下列填空：
（1）開(kāi)動(dòng)氣泵，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，直至看到導(dǎo)軌上的滑塊能在短時(shí)間內(nèi)保持靜止，可認(rèn)為氣墊導(dǎo)軌 ；
（2）要使碰撞后兩滑塊運(yùn)動(dòng)方向相反，應(yīng)使滑塊A的質(zhì)量m1 滑塊B的質(zhì)量m2（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）調(diào)節(jié)B的位置，使得A與B接觸時(shí)，A的左端到左邊擋板的距離與B的右端到右邊擋板的距離相等。
（4）使A以一定的初速度沿氣墊導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰撞時(shí)刻開(kāi)始到各自撞到擋板所用的時(shí)間和，則碰后A的速度為 ，B的速度為 。（用、、、表示）
（5）將B放回到碰撞前的位置，改變A的初速度大小，多次重復(fù)步驟（4）。
（6）由（4）（5）數(shù)據(jù)得到的平均值。
（7）理論研究表明，對(duì)本實(shí)驗(yàn)的碰撞過(guò)程，是否為彈性碰撞可由判斷。若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則的理論表達(dá)式為；因此，如果（6）中的實(shí)際平均值與（7）中理論值結(jié)果間的差別在允許范圍內(nèi)，則可認(rèn)為滑塊A與滑塊B在導(dǎo)軌上的碰撞為彈性碰撞。
3．某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)。圖中O是斜槽水平末端在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，P為未放被碰小球時(shí)入射小球的平均落點(diǎn)，M為與被碰小球碰后入射小球的平均落點(diǎn)，N為被碰小球的平均落點(diǎn)。
(1)下列說(shuō)法正確的是______。
A．為完成此實(shí)驗(yàn)，必須使用的測(cè)量器材有天平、秒表、刻度尺
B．安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平
C．同一組實(shí)驗(yàn)中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放
D．入射小球的質(zhì)量小于被碰小球的質(zhì)量，兩球的半徑相同
(2)實(shí)驗(yàn)中，除測(cè)量平拋射程O(píng)M、ON、OP外，還需要測(cè)量的物理量有______。（填序號(hào)）
A．入射小球開(kāi)始釋放高度h
B．拋出點(diǎn)距地面的高度H
C．入射小球質(zhì)量和被碰小球質(zhì)量
(3)若測(cè)量的物理量滿足關(guān)系式 （用所測(cè)物理量的字母表示），則入射小球和被碰小球碰撞前后的總動(dòng)量不變。
4．圖甲為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖乙是實(shí)驗(yàn)原理圖。圖乙中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先讓入射小球A多次從斜軌上由靜止釋放，找到其落地點(diǎn)的平均位置P，然后把被撞小球B靜置于軌道水平部分的右端，再將入射小球A從斜軌上由靜止釋放，與小球B相碰，并且多次重復(fù)，找到小球落點(diǎn)的平均位置分別為M、N，測(cè)量M、P、N距O點(diǎn)的水平距離分別為、、。
(1)入射小球質(zhì)量為，半徑為；被撞小球質(zhì)量為，半徑為，則需要______；
A．，B．，
C．，D．，
(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是______；
A．斜槽軌道末端必須水平
B．斜槽軌道必須光滑
C．入射小球每次可由不同位置自由滾下
D．需要用秒表測(cè)量小球離開(kāi)斜槽末端到落地的時(shí)間
(3)若測(cè)量數(shù)據(jù)近似滿足關(guān)系式 （用、、、、表示），則說(shuō)明兩小球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒。
5．用如圖所示的裝置可以研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。
(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過(guò)僅測(cè)量（ ）（填選項(xiàng)前的序號(hào)），間接地解決這個(gè)問(wèn)題。
A．小球開(kāi)始釋放高度h
B．小球拋出點(diǎn)距地面的高度H
C．小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程
(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程O(píng)P，然后，把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)。接下來(lái)要完成的必要操作是（ ）
A．用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2
B．測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度h及拋出點(diǎn)距地面的高度H
C．分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N；測(cè)量平拋射程O(píng)M、ON
(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為 ；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為 。[均用（2）中測(cè)量的量表示]
(4)碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為，其中v1和v2分別是碰撞前兩物體的速度，和分別是碰撞后物體的速度。彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=1，非彈性碰撞的e”“”“=”或“

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