《2025年赢在微点物理》

2. 某实验小组在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，$OO'$与轴线垂直并作为参考线，用两个材料相同、质量不同的滑块A、B验证动量守恒定律。实验步骤如下:
a. 压缩弹簧将滑块A从P处沿PQ弹射，滑块A停止后，测出其右端到$OO'$的距离$s_1$，如图甲所示;
b. 将质量较小的滑块B静置于轴线上，并使其左端与$OO'$相切，如图乙所示;
c. 将弹簧压缩至图甲中相同位置，确保滑块A到达$OO'$线时具有相同的动量，滑块A在$OO'$处与滑块B相碰，两滑块停止后，分别测出滑块A右端和滑块B左端到$OO'$的距离$s_2$、$s_3$，如图丙所示。
(1)要验证两滑块碰撞过程中动量守恒，还需要测量__________________。
(2)若测量数据$s_1$、$s_2$、$s_3$近似满足关系式________，说明滑块A、B发生了弹性碰撞。

答案：
(1)两滑块的质量
(2)$\sqrt{s,}$+$\sqrt{S2}$=$\sqrt{s3}$
　解析　
(1)根据动能定理有一μmgs=0−$\frac{1}{2}$mu²,解得U=　$\sqrt{2ugs}$,碰撞前、后瞬间滑块的速度大小与$\sqrt{s}$成正比,若滑块碰撞过程中动量守恒,则满足mAU。=mAUA+mBUB,所以还需要测量两滑块的质量mA、mB。
(2)根据能量守恒定律有$\frac{1}{2}$mAU。²=
　$\frac{1}{2}$mAUA²+$\frac{1}{2}$mBUB²,解得u+UA=UB,即$\sqrt{S}$+$\sqrt{s2}$=

3. 某同学利用如图甲所示的实验装置“探究碰撞中的动量守恒”实验。AB部分为气垫导轨，圆弧与气垫导轨在A点平滑连接(实验时可忽略小物块经过A点时速度大小的变化)。光电门1和光电门2固定在气垫导轨上。
(1)将质量为m的物块从圆弧上的某点静止释放，小物块的遮光片通过光电门1和光电门2的时间分别为$\Delta t_1$和$\Delta t_2$，当$\Delta t_1$______(填“大于”“小于”或“等于”)$\Delta t_2$表明气垫导轨已经调成水平。
(2)用螺旋测微器测得挡光片的宽度，示数如图乙所示为________ mm。
(3)将形状相同，但质量为2m的物块放在Q点，质量为m的物块由P点静止释放，若两物块的遮光片的宽度均为d，由P点下滑的物块先后两次通过光电门1的时间分别为$\Delta t_3$、$\Delta t_4$，Q处的物块通过光电门2的时间为$\Delta t_5$，若两者碰撞过程动量守恒，则必须满足________________，若两者碰撞为弹性碰撞，则必须满足______________________________。(表达式均用字母$\Delta t_3$、$\Delta t_4$、$\Delta t_5$表示)
(4)若质量为m的物块换为质量很大的同形状的物块，仍由P点静止下滑，与放在Q点的小质量物块发生弹性碰撞，碰后小质量和大质量的物块经过光电门2的时间分别为$\Delta t_6$和$\Delta t_7$。位于P处的物块质量越大，则$\frac{\Delta t_6}{\Delta t_7}$越接近________(保留2位有效数字)。

答案：
(1)等于　
(2)0.410　
(3)$\frac{1}{△t}$=
　−$\frac{1}{t}$+$\frac{2}{△ts}$　　$\frac{1}{△t}$)2=($\frac{1}{△t}$)2+2
　2($\frac{1}{△ts}$或$\frac{1}{△t}$=$\frac{1}{△t}$+$\frac{1}{△ts}$　
(4)0.50 解析　
(1)若气垫导轨水平，则物块做匀速运动,即氩d=$\frac{d}{t}$,故有△t1=t2。
(2)螺旋测微器的分度值为0.01mm,则示数为0mm+41.0×0.01mm=
　0.410mm。
(3)由于质量为m的物块先后两次经过光电门1，则碰后反向运动，根据动量守恒定律有m$\frac{d}{△t}$=m(−$\frac{d}{t}$)+2m$\frac{d}{△ts}$,化简可得$\frac{1}{△t}$=一氩1÷2,若碰撞为弹性碰撞,2
　则$\frac{1}{2}$m($\frac{d}{△t}$)²=$\frac{1}{2}$m(−$\frac{d}{t}$　+$\frac{1}{2}$.2m($\frac{d}{ts}$)²,解得($\frac{1}{t}$)²=　$\frac{1}{t}$)²+2())2,结合动量守恒定律,可得一站3=$\frac{1}{△}$+$\frac{1}{ts}$。
(4)大质量物体碰撞小质量物体，碰后小质量物体将以大质量物体速度2倍飞出去，而大质量物体速度几乎不变，故有$\frac{t}{△t,}$=
　0.50。