(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↑↓)
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))
衰減(或衰減調(diào)節(jié))
鈕或
y增益
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
掃描范圍
鈕置于
1k擋位
1k擋位
位置,然后調(diào)節(jié)
掃描微調(diào)
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
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
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
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(yùn)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
小球從槽口C飛出后作平拋運(yùn)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
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?
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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動的相關(guān)知識列式分析.
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