Question

（2007?浙江）（1）用示波器觀察頻率為900Hz的正弦電壓信號．把該信號接入示波器Y輸入．
①當(dāng)屏幕上出現(xiàn)如圖1所示的波形時，應(yīng)調(diào)節(jié)

豎直位移（或↑↓）

鈕．如果正弦波的正負(fù)半周均超出了屏幕的范圍，應(yīng)調(diào)節(jié)

衰減（或衰減調(diào)節(jié)）

鈕或

y增益

鈕，或這兩個鈕配合使用，以使正弦波的整個波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi)．
②如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個完整的正弦波形，應(yīng)將

掃描范圍

鈕置于

1k擋位

位置，然后調(diào)節(jié)

掃描微調(diào)

鈕．
（2）碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為e=

|ν2-ν1|

ν20-ν10

，其中v₁₀和v₂₀分別是碰撞前兩物體
的速度，v₁和v₂分別是碰撞后物體的速度．彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=1，非彈性碰撞的e＜1．某同學(xué)借用驗證動力守恒定律的實驗裝置（如圖所示）驗證彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)是否為1，實驗中使用半徑相等的鋼質(zhì)小球1和2（它們之間的碰撞可近似視為彈性碰撞），且小球1的質(zhì)量大于小球2的質(zhì)量．
實驗步驟如下：
安裝好實驗裝置，做好測量前的準(zhǔn)備，并記下重錘線所指的位置O．
第一步，不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上．重復(fù)多次，用盡可能小的圓把小球的所落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置．
第二步，把小球2 放在斜槽前端邊緣處C點，讓小球1從A點由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復(fù)多次，并使用與第一步同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后小球落點的平均位置．
第三步，用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度．
上述實驗中，
①P點是

在實驗的第一步中小球1落點的

平均位置，M點是

小球1與小球2碰后小球1落點的

平均位置，N點是

小球2落點的

平均位置．
②請寫出本實驗的原理

小球從槽口C飛出后作平拋運動的時間相同，假設(shè)為 t，則有op=v₁₀t，OM=v₁t，ON=v₂t
，小球2碰撞前靜止，即v₂₀=0

，寫出用測量量表示的恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式

e=

v2-v1

v10-v20

=

ON-OM

OP-0

=

ON-OM

OP

．
③三個落地點距O點的距離OM、OP、ON與實驗所用的小球質(zhì)量是否有關(guān)系？

Answer 1

分析：（1）①圖中，因波形失真，應(yīng)調(diào)節(jié)豎直位移或↑↓鈕使整個波形移動，以使波形完整．如果豎直位移過大或過小，都可以調(diào)節(jié)豎直位移旋鈕，還可以通過調(diào)節(jié)y增益旋鈕實現(xiàn)；
②如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個完整的正弦波形，因為要觀察頻率為900Hz的正弦電壓信號，應(yīng)將掃描電壓也調(diào)整為900Hz，所以應(yīng)將掃描范圍鈕置于1k擋位位置，然后調(diào)節(jié)掃描微調(diào)鈕．
（2）①根據(jù)題意，可以得出三個點為小球的三個落地點的平均位置；
②通過平拋運動的知識，先根據(jù)高度求時間，再根據(jù)水平位移求出三個速度；
③兩球碰撞過程動量守恒，球的質(zhì)量影響碰撞后的速度，但不會影響碰撞前的速度，因而可以判斷到底哪段水平分位移與質(zhì)量有關(guān)．

解答：解：（1）因波形失真，應(yīng)調(diào)節(jié)豎直位移或↑↓鈕使整個波形平移，以使波形完整；
故答案為：豎直位移或↑↓，衰減或衰減調(diào)節(jié)，y增益；
②如果正弦波的正負(fù)半周均超出了屏幕的范圍，應(yīng)調(diào)節(jié)衰減或衰減調(diào)節(jié)鈕或Y增益鈕，或這兩個鈕配合使用，以使正弦波的整個波形被壓縮，以使波形完整出現(xiàn)在屏幕內(nèi)；
故答案為：掃描范圍，1k擋位，掃描微調(diào)；
（2）①根據(jù)題意可知，P點是在實驗的第一步中小球1落點的平均位置，M點是小球1與小球2碰后小球1落點的平均位置，N點是小球2落點的平均位置；
故答案為：實驗的第一步中小球1落點的，小球1與小球2碰后小球1落點的，N點是小球2落點的．
②小球做平拋運動，高度決定時間，故時間相等，設(shè)為t，則有
op=v₁₀t
OM=v₁t
ON=v₂t
小球2碰撞前靜止，即
v₂₀=0；
因而碰撞系數(shù)為
e=

v2-v1

v10-v20

=

ON-OM

OP-0

=

ON-OM

OP

．
故答案為：小球從槽口C飛出后作平拋運動的時間相同，假設(shè)為 t，則有op=v₁₀t，OM=v₁t，ON=v₂t，小球2碰撞前靜止，即v₂₀=0；e=

v2-v1

v10-v20

=

ON-OM

OP-0

=

ON-OM

OP

．
③平拋運動高度決定時間，水平射程由初速度和時間共同決定，因而OP與小球的質(zhì)量無關(guān)，但由于兩球碰撞過程動量守恒，根據(jù)動量守恒定律平拋的初速度與小球的質(zhì)量有關(guān)，因而OM和ON也與小球的質(zhì)量有關(guān)；
故答案為：OM與實驗所用的小球質(zhì)量沒有關(guān)系，OP、ON與實驗所用的小球質(zhì)量有關(guān)系．

點評：第一題是有關(guān)示波器的使用問題，一般復(fù)習(xí)資料上是沒有的，要靠學(xué)習(xí)物理時做過實驗并真正搞懂才能做對；第二題是由驗證動量守恒定律的實驗改進(jìn)而來，關(guān)鍵要分析清楚實驗的原理，同時要結(jié)合動量守恒定律和平拋運動的相關(guān)知識列式分析．