实验：探究碰撞中的不变量
一、选择题
1．在气垫导轨上进行实验时首先应该做的是( )
A．给气垫导轨通气
B．把光电计时器进行归零处理
C．把滑块放在导轨上
D．检查挡光片通过光电门时是否能够挡光计时
解析：选A 为保护气垫导轨，实验时应该先给它通气，后进行实验。选项A正确。
2．在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，用到的测量工具有( )
A．停表、天平、刻度尺
B．弹簧测力计、停表、天平
C．天平、刻度尺、光电计时器
D．停表、刻度尺、光电计时器
解析：选C 用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度。运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要停表。C正确。
3．(多选)在做探究碰撞中的不变量实验时，实验所必需的条件是( )
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端的切线是水平的
C．入射球每一次都要从同一高度由静止滚下
D．碰撞的瞬间，入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行
解析：选BCD 探究碰撞中的不变量实验，要求入射小球每次到槽口时，具有相同的速度，所以应从槽上同一位置滚下，但斜槽不需要光滑，选项A错误，选项C正确；由于碰撞前、后要求小球均做平抛运动，且抛物线在同一平面，选项B、D正确。
4．(多选)在做“探究碰撞中的不变量”实验时，必须测量的物理量是( )
A．入射小球和被碰小球的质量
B．入射小球和被碰小球的半径
C．入射小球从静止释放时的起始高度
D．斜槽轨道的末端到地面的高度
E．不放被碰小球时，入射小球飞出的水平射程
F．入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平射程
解析：选AEF 从同一高度做平抛运动，飞行时间t相同，所以需要测出的量有：未碰时入射小球的水平射程，碰后入射小球的水平射程，被碰小球的水平射程，入射小球、被碰小球的质量。
二、非选择题
5．如图(a)所示，在水平光滑轨道上停放着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器。甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图(b)所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车速度大小为________ m/s，碰撞后两车的共同速度大小为________ m/s。
解析：由题图(b)可知，碰撞前Δx＝1.2 cm，碰撞后Δx′＝0.8 cm，T＝0.02 s，由公式v＝得v＝＝0.6 m/s，v′＝＝0.4 m/s。
答案：0.6 0.4
6．如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和带固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做探究碰撞中不变量的实验：
(1)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的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态。
(2)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与挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A运动至C的时间t1，B运动至D的时间t2。
(3)重复几次取t1、t2的平均值。
请回答以下几个问题：
①在调整气垫导轨时应注意_________________________________________________；
②应测量的数据还有_________________________________________________；
③作用前A、B两滑块的速度与质量乘积之和为______，作用后A、B两滑块的速度与质量乘积之和为___________。
解析：①为了保证滑块A、B作用后做匀速直线运动，必须使气垫导轨水平，需要用水平仪加以调试。
②要求出A、B两滑块在卡销放开后的速度，需测出A至C的时间t1和B至D的时间t2，并且要测量出两滑块到挡板的运动距离L1和L2，再由公式v＝求出其速度。
③设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度分别为vA＝，vB＝－。碰前两滑块静止，v＝0，速度与质量乘积之和为0；碰后两滑块的速度与质量乘积之和为(M＋m)－M。
