A、B兩滑塊在同一光滑的水平直導(dǎo)軌上相向運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞(碰撞時(shí)間極短)。用閃光照相，閃光4次攝得的閃光照片如下圖所示。已知閃光的時(shí)間間隔為Δt，而閃光本身持續(xù)時(shí)間極短，在這4次閃光的瞬間，A、B兩滑塊均在0-80cm刻度范圍內(nèi)，且第一次閃光時(shí)，滑塊A恰好通過x=55cm處，滑塊B恰好通過x=70cm處，問：

(1)碰撞發(fā)生在何處?

(2)碰撞發(fā)生在第一次閃光后多長時(shí)間?   

(3)設(shè)兩滑塊的質(zhì)量之比為mA：mB=2：3，試分析碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和是否相等?

 

【答案】

（1）60cm（2）Δt/2（3）碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和相等.

【解析】 （1）從已知條件可知，碰后滑塊B靜止，故可知碰撞發(fā)生在60cm處。（2）由圖可知，在60cm發(fā)生碰撞后，滑塊A做勻速運(yùn)動(dòng)，每一個(gè)Δt時(shí)間內(nèi)的位移為20cm，從60cm處到50cm處，可以看出在第一次閃光后，滑塊A的位移只有10cm故碰撞后，到第二次閃光時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間為Δt/2，可以得出碰撞發(fā)生在第一次閃光后Δt/2時(shí)間。（3）碰撞前滑塊A的速度為，滑塊B的速度；兩個(gè)滑塊質(zhì)量與速度乘積之和為：

碰撞后滑塊A的速度為：，滑塊B的速度為0，兩個(gè)滑塊質(zhì)量與速度乘積之和為：

，所以，碰撞前后兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和相等。

思路分析：本題要緊緊抓住題干給出的信息，結(jié)合閃光照片獲取有效信息，如滑塊B只有兩閃光圖像，意味著肯定有重合在一起的，從而分析出碰撞后滑塊B一定是靜止的，得出碰撞的位置。后面的問題就可以從滑塊Ａ出發(fā)，分別得出滑塊A和B的碰撞前后的速度，得以解答問題。

試題點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)閃光照片的識(shí)別能力，能夠根據(jù)照片上給的信息求解，對(duì)能力要求較高。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置“研究物體的加速度與外力關(guān)系”，他的操作步驟如下：①將一端帶有定滑輪的氣墊導(dǎo)軌放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，②將光電門固定在氣墊軌道上離定滑輪較近一端的某點(diǎn)B處，③將帶有遮光條的質(zhì)量為M的滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌上的A處，④用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過滑輪的細(xì)線拉滑塊，使滑塊從同一位置A由靜止釋放，測(cè)出遮光條通過光電門的時(shí)間t，⑤改變鉤碼個(gè)數(shù)，使滑塊每次從同一位置A由靜止釋放，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．記錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5
F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
t/（ms） 28.6 23.3 20.2 18.1 16.5
t2/（ms）2 818.0 542.9 408.0 327.6 272.25
t-2/[×10-4（ms）-2] 12.2 18.4 24.5 30.6 36.7
（1）若用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊上遮光條的寬度d如圖乙所示，則遮光條的寬度d=
1.050
1.050
cm，第一次測(cè)量中小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為
0.37
0.37
m/s（保留兩位有效數(shù)字）
（2）實(shí)驗(yàn)中遮光條到光電門的距離為s，遮光條的寬度為d，遮光條通過光電門的時(shí)間為t，可推導(dǎo)出滑塊的加速度a與t關(guān)系式為
a=
d2
2st2
a=
d2
2st2
．
（3）本實(shí)驗(yàn)為了研究加速度a與外力F的關(guān)系，只要作出
F～
1
t2
F～
1
t2
的關(guān)系圖象，請(qǐng)作出該圖線．
（4）根據(jù)作出的圖象，判斷該同學(xué)可能疏漏的重要實(shí)驗(yàn)步驟是
沒有將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平
沒有將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平
．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

某同學(xué)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置“研究物體的加速度與外力關(guān)系”，他的操作步驟如下：①將一端帶有定滑輪的氣墊導(dǎo)軌放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，②將光電門固定在氣墊軌道上離定滑輪較近一端的某點(diǎn)B處，③將帶有遮光條的質(zhì)量為M的滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌上的A處，④用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過滑輪的細(xì)線拉滑塊，使滑塊從同一位置A由靜止釋放，測(cè)出遮光條通過光電門的時(shí)間t，⑤改變鉤碼個(gè)數(shù)，使滑塊每次從同一位置A由靜止釋放，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．記錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算如下表：

精英家教網(wǎng)

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5
F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
t/（ms） 28.6 23.3 20.2 18.1 16.5
t2/（ms）2 818.0 542.9 408.0 327.6 272.25
t-2/[×10-4（ms）-2] 12.2 18.4 24.5 30.6 36.7
（1）若用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊上遮光條的寬度d如圖乙所示，則遮光條的寬度d=______cm，第一次測(cè)量中小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為______m/s（保留兩位有效數(shù)字）
（2）實(shí)驗(yàn)中遮光條到光電門的距離為s，遮光條的寬度為d，遮光條通過光電門的時(shí)間為t，可推導(dǎo)出滑塊的加速度a與t關(guān)系式為______．
（3）本實(shí)驗(yàn)為了研究加速度a與外力F的關(guān)系，只要作出______的關(guān)系圖象，請(qǐng)作出該圖線．
（4）根據(jù)作出的圖象，判斷該同學(xué)可能疏漏的重要實(shí)驗(yàn)步驟是______．

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年山東省高三上期中模塊考試物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

一物理興趣小組用以下裝置測(cè)量滑塊與長為L=1m的軌道之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)以及探究滑塊在沿軌道向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系。

（1） 測(cè)量滑塊與軌道之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)。

軌道上安裝有兩個(gè)光電門，其中光電門1的位置可移動(dòng)。當(dāng)一帶有寬度為d=1cm的遮光條的滑塊自軌道上滑下時(shí)，與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光條通過光電門1、2所用的時(shí)間分別為Δt1 、Δt2 。使滑塊以一定初速度下滑，調(diào)節(jié)軌道右端距桌面的高度，最終使Δt1 =Δt2 ，并用米尺測(cè)量出軌道右端距桌面的高度h=25cm ；則滑塊與軌道之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù) μ=________；

（2） 探究滑塊在沿軌道向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系。

撤掉光電門2，保持實(shí)驗(yàn)（1）中h不變，在軌道右端安裝一光滑的定滑輪，用細(xì)繩連接滑塊與力傳感器（與電腦相連，其所受拉力可直接由電腦顯示），細(xì)線橫跨過定滑輪，傳感器連接一重物，如圖所示，操作：遮光條與光電門1距離x可從刻度尺上讀出，通過改變光電門的位置，來獲得多組數(shù)據(jù)；每次均由軌道底（低）（此處最好改為同一位置）端無初速度釋放滑塊，與光電門相連的計(jì)時(shí)器顯示出每次遮光條通過光電門1所用的時(shí)間Δt，并做好記錄，如下表所示

 

第一次

第二次

第三次

第四次

x(cm)

10.0

22.6

50.0

62.4

Δt(s)

0.0101

0.0067

0.0045

0.0040

V(m/s)

0.99

1.50

2.24

 

①請(qǐng)你根據(jù)以上題干中及圖表內(nèi)的信息，求解第四次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度= ________；（保留三位有效數(shù)字）

②要驗(yàn)證受合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系，還需要測(cè)出的物理量是（      ）

A．力學(xué)傳感器的質(zhì)量

B . 滑塊與遮光條的質(zhì)量

C．重物的質(zhì)量

D. 滑塊每次從靜止開始滑到光電門所用的時(shí)間

③一位同學(xué)每次實(shí)驗(yàn)得到力傳感器的數(shù)值都為19.8N，并根據(jù)以上圖表中數(shù)據(jù)做出了v2----x圖像，如圖所示。根據(jù)圖像請(qǐng)你求出滑塊的質(zhì)量M=________；（重力加速度g=9.8m/s2）

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年新疆烏魯木齊一中高三（上）第一次月考物理試卷（解析版） 題型：填空題

某同學(xué)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置“研究物體的加速度與外力關(guān)系”，他的操作步驟如下：①將一端帶有定滑輪的氣墊導(dǎo)軌放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，②將光電門固定在氣墊軌道上離定滑輪較近一端的某點(diǎn)B處，③將帶有遮光條的質(zhì)量為M的滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌上的A處，④用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過滑輪的細(xì)線拉滑塊，使滑塊從同一位置A由靜止釋放，測(cè)出遮光條通過光電門的時(shí)間t，⑤改變鉤碼個(gè)數(shù)，使滑塊每次從同一位置A由靜止釋放，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．記錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345
F/N0.490.981.471.962.45
t/（ms）28.623.320.218.116.5
t2/（ms）2818.0542.9408.0327.6272.25
t-2/[×10-4（ms）-2]12.218.424.530.636.7
（1）若用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊上遮光條的寬度d如圖乙所示，則遮光條的寬度d=    cm，第一次測(cè)量中小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為    m/s（保留兩位有效數(shù)字）
（2）實(shí)驗(yàn)中遮光條到光電門的距離為s，遮光條的寬度為d，遮光條通過光電門的時(shí)間為t，可推導(dǎo)出滑塊的加速度a與t關(guān)系式為    ．
（3）本實(shí)驗(yàn)為了研究加速度a與外力F的關(guān)系，只要作出    的關(guān)系圖象，請(qǐng)作出該圖線．
（4）根據(jù)作出的圖象，判斷該同學(xué)可能疏漏的重要實(shí)驗(yàn)步驟是    ．

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年江蘇省常州市高三（上）期末物理試卷（解析版） 題型：填空題

某同學(xué)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置“研究物體的加速度與外力關(guān)系”，他的操作步驟如下：①將一端帶有定滑輪的氣墊導(dǎo)軌放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，②將光電門固定在氣墊軌道上離定滑輪較近一端的某點(diǎn)B處，③將帶有遮光條的質(zhì)量為M的滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌上的A處，④用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過滑輪的細(xì)線拉滑塊，使滑塊從同一位置A由靜止釋放，測(cè)出遮光條通過光電門的時(shí)間t，⑤改變鉤碼個(gè)數(shù)，使滑塊每次從同一位置A由靜止釋放，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．記錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345
F/N0.490.981.471.962.45
t/（ms）28.623.320.218.116.5
t2/（ms）2818.0542.9408.0327.6272.25
t-2/[×10-4（ms）-2]12.218.424.530.636.7
（1）若用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊上遮光條的寬度d如圖乙所示，則遮光條的寬度d=    cm，第一次測(cè)量中小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為    m/s（保留兩位有效數(shù)字）
（2）實(shí)驗(yàn)中遮光條到光電門的距離為s，遮光條的寬度為d，遮光條通過光電門的時(shí)間為t，可推導(dǎo)出滑塊的加速度a與t關(guān)系式為    ．
（3）本實(shí)驗(yàn)為了研究加速度a與外力F的關(guān)系，只要作出    的關(guān)系圖象，請(qǐng)作出該圖線．
（4）根據(jù)作出的圖象，判斷該同學(xué)可能疏漏的重要實(shí)驗(yàn)步驟是    ．

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