第1节实验：探究碰撞中的不变量
1．(多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，哪些因素可导致实验误差( )
A．导轨安放不水平
B．小车上挡光板倾斜
C．两小车质量不相等
D．两小车碰后连在一起
解析：选AB．选项A中，导轨不水平，小车速度将受重力的影响，从而导致实验误差；选项B中，挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，使计算速度出现误差，所以答案应为A、B．
2．(多选)在做利用悬线悬挂等大的小球探究碰撞中的不变量的实验中，下列说法正确的是( )
A．悬挂两球的细线长度要适当且等长
B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度
C．两小球必须都是刚性球且质量相同
D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动
解析：选ABD．两线等长能保证两球正碰，也就是对心碰撞，以减小实验误差，所以A正确．由于计算碰撞前速度时用到了mgh＝mv2－0，即初速度为0时碰前的速度为v＝，B正确．本实验中对小球的材质性能无要求，C错误．两球正碰后，有各种运动情况，所以D正确．
3．(多选)在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时，下列哪些操作是正确的( )
A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量
B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起
C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车
D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
解析：选BC．车的质量可以用天平测量，没有必要一个用撞针而另一个用橡皮泥配重．这样做的目的是为了碰撞后两车粘在一起有共同速度，选项B正确；打点计时器的使用原则是先接通电源，C项正确．
4．在利用平抛运动做“探究碰撞中的不变量”实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端的切线保持水平，这样做的目的是( )
A．入射球得到较大的速度
B．入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向
C．入射球与被碰球碰撞时动能无损失
D．入射球与被碰球碰撞后均能从同一高度飞出
解析：选B．实验中小球能水平飞出是实验成功的关键，只有这样才能使两个小球在空中运动时间相等．
5．光滑桌面上有A、B两个大小相同的小球，A球的质量为0.3 kg，B球的质量为0.1 kg，A球以速度8 m/s跟静止的B球发生碰撞，碰撞后B球的速度变为9 m/s，A球的速度变为5 m/s，方向与原来相同，并且两球的速度方向都在二者的球心连线上．根据这些实验数据，某同学对这次碰撞的规律做了如下几项猜想．
(1)碰撞后B球获得了速度，是不是A球把速度传递给了B球？经计算，B球增加的速度是9 m/s，A球减少的速度是3 m/s，因此，这种猜想不成立．
(2)碰撞后B球获得了动能，是不是A球把动能传递给了B球？经计算， B球增加的动能是4.05 J，A球减少的动能是5.85 J，这种猜想也不成立．
(3)请你根据实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中B球增加的这个量与A球减少的这个量相等？即对两小球组成的整体来说这个量的总量保持不变．请计算说明．
解析：由题意，A、B两球在碰撞前的总mv是m1v1＝0.3×8 kg·m/s＝2.4 kg·m/s.
在碰撞后两球的mv之和为m1v′1＋m2v′2＝0.3×5 kg·m/s＋0.1×9 kg·m/s＝2.4 kg·m/s.
由以上计算可以看出，在碰撞过程中，mv这个量保持不变．
答案：见解析
6．“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球质量m1＝15 g，原来静止的被碰小球质量m2＝10 g，由实验测得它们在碰撞前后的x－t图象如图所示，由图可知，入射小球碰撞前的m1v1是________，入射小球碰撞后的m1v′1是________，被碰小球碰撞后的m2v′2是________．由此得出结论___________________________________________________．
解析：由题图可知碰撞前m1的速度大小
v1＝ m/s＝1 m/s
故碰撞前的m1v1＝0.015×1 kg·m/s＝0.015 kg·m/s
碰撞后m1的速度大小v′1＝ m/s＝0.5 m/s
m2的速度大小v′2＝ m/s＝0.75 m/s
故m1v′1＝0.015×0.5 kg·m/s＝0.007 5 kg·m/s
m2v′2＝0.01×0.75 kg·m/s＝0.007 5 kg·m/s
可知m1v1＝m1v′1＋m2v′2.
答案：0.015 kg·m/s 0.007 5 kg·m/s
0．007 5 kg·m/s 碰撞中mv的矢量和是守恒的量
