Question

Ⅰ（1）某钢制工件厚度大约为10cm，现欲尽量精确地测量其厚度，下列测量工具中最恰当的是

b

．（填“a”、“b”或“c”）
（a）刻度尺
（b）20分度游标卡尺
（c）实验室常用的螺旋测微计
（2）在“探究做功与速度变化关系”实验中，某两位同学均采用如下左图的装置，并且分别用图a和图b的方式解决橡皮筋与小车之间的连接，图a中橡皮筋从车顶的钉子上跨过，图b中橡皮筋从车前的环里穿过：你认为合理的是图

a

（填“a”或“b”）．

（3）两位同学在使用多用电表结束后，分别将选择开关保留在图a、图b和图c所示的位置，图

a

的位置比较好．

Ⅱ．
为了验证动量守恒定律（探究碰撞中的不变量），某同学选取了两个材质相同，体积不等的两个长立方体滑块A和B，按下述步骤做了如下实验：
步骤1：在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；
步骤2：安装好实验装置如下图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾斜槽和水平槽由一小段弧链接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；
步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；
步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如下所示；
（1）由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置是

②

．
①A、B相撞的位置在P₅、P₆之间
②A、B相撞的位置在P₆处
③A、B相撞的位置在P₆、P₇之间
（2）为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或者读取的物理量是

①⑥

．
①A、B两个滑块的质量m₁和m₂
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的S₄₅、S₅₆和S₆₇、S₇₈
⑥照片上测得的S₃₄、S₄₅、S₅₆和S₆₇、S₇₈、S₈₉
⑦滑块与桌面的滑动摩擦因数
（3）写出验证动量守恒的表达式

m₁（2S₅₆+S₄₅-S₃₄）=（m₁+m₂）（2S₆₇+S₇₈-S₈₉）

．
（4）为了提高实验准确度，以下措施中有效的是

①③④

．
①使用更平整的轨道槽
②使用更光滑的轨道槽
③在足够成像的前提下，缩短频闪照相每次曝光的时间
④适当增大相机和轨道槽的距离
（5）请再你写出一条有利于提高实验准确度或改进试验原理的建议：

将轨道的一端垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）工件厚度大约为10cm，超过螺旋测微计的量程，普通刻度尺精确度不高，故选20分度游标卡尺．
  （2）为了方便增减橡皮筯，橡皮筋从车顶的钉子上跨过．
  （3）选择开关应置于交流电压最高挡．
  （4）根据匀变速直线运动的推论分别研究碰撞前滑块在P₄、P₅的速度，根据P₆、P₅和P₅、P₄速度差相等研究P₆的速度，同理求出碰撞后滑块P₇、P₈的速度，再速度差相等求出碰撞后共同的速度．

解答：解：Ⅰ（1）工件厚度大约为10cm，超过螺旋测微计的量程，普通刻度尺精确度不高，故选20分度游标卡尺
      （2）为了方便增加橡皮筯，橡皮筋从车顶的钉子上跨过，不从车前的环里穿过．
      （3）多用电表使用完毕，选择开关应置于交流电压最高挡或off挡．a同学操作正确
Ⅱ（1）P₆位置滑块速度明显减小，故A、B相撞的位置在P₆处．
     （2）、（3）设碰撞前滑块A在P₄、P₅、P₆的速度分别为v₄、v₅、v₆
                     碰撞后，整体在P₆、P₇、P₈的速度分别为v₆′，v₇、v₈
            则v₄=

S34+S45

2T

，v₅=

S45+S56

2T

            又v₅=

v4+v6

2

             得到碰撞前滑块A速度v₆=

2S56+S45-S34

2T

            同理，碰撞后整体的速度v₆′=

2S67+S78-S89

2T

         原来需要验证的方程为m₁v₆=（m₁+m₂）v₆′
         将上两式代入整理得
       m₁（2S₅₆+S₄₅-S₃₄）=（m₁+m₂）（2S₆₇+S₇₈-S₈₉）即需要验证的表达式，需要直接测量或者读取的物理量是A、B两个滑块的质量m₁和m₂及S₃₄、S₄₅、S₅₆和S₆₇、S₇₈、S₈₉
    （4）①轨道要平整，防止各段摩擦力不同，滑块做非匀变速运动．故①正确．
         ②本实验是根据匀变速运动的推论求出速度，轨道光滑程度对实验没有影响．故②错误．
         ③碰撞时间很短，缩短频闪照相每次曝光的时间，使滑块碰撞位置拍摄更清晰、准确．故③正确．
         ④相机和轨道槽的距离较小时，由于镜头拍摄引起的距离误差增大，应适当增大相机和轨道槽的距离．故④正确．
故选①③④．
    （5）为了提高实验准确度建议：将轨道的一端垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动．
故本题答案是：
Ⅰ
（1）b
（2）a
（3）a
Ⅱ
（1）②
（2）①⑥
（3）m₁（2S₅₆+S₄₅-S₃₄）=（m₁+m₂）（2S₆₇+S₇₈-S₈₉）
（4）①③④
（5）将轨道的一端垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动．

点评：本题原理较为复杂，可采用平衡摩擦力，使碰撞前后滑块都做匀速直线运动，方便易行．