8.在“探究碰撞中的不變量”實驗中,裝置如圖所示,兩個小球的質(zhì)量分別為mA和mB
(1)現(xiàn)有下列器材,為完成本實驗,哪些是必需的?請將這些器材前面的序號填在橫線上.②③④
①秒表②刻度尺③天平④圓規(guī)
(2)實驗前,軌道的調(diào)節(jié)應(yīng)注意末端水平.
(3)實驗中重復(fù)多次讓a球從斜槽上釋放,應(yīng)特別注意小球從同一點由靜止釋放.
(4)如果碰撞中動量守恒,根據(jù)圖中各點間的距離,則下列式子可能成立的有①.
①$\frac{mA}{mB}$=$\frac{ON}{MP}$②$\frac{mA}{mB}$=$\frac{OM}{MP}$③$\frac{mA}{mB}$=$\frac{OP}{MN}$④$\frac{mA}{mB}$=$\frac{OM}{MN}$.

分析 (1)根據(jù)動量守恒定律的實驗原理分析測量的物理量,從而確定需要的儀器;
(2、3)為了保證小球的初速度水平,實驗前,軌道的調(diào)節(jié)應(yīng)注意末端水平,為了保證小球A每次到達底端的速度相等,則注意小球從同一點由靜止釋放.
(4)實驗要驗證兩個小球系統(tǒng)碰撞過程動量守恒,即要驗證m1v1=m1v1′+m2v2,可以通過平拋運動將速度的測量轉(zhuǎn)化為水平射程的測量,結(jié)合動量守恒得出成立的表達式.

解答 解:(1)在該實驗中需要測量小球的質(zhì)量以及小球的水平位移,需要的測量儀器是天平、刻度尺.為了準(zhǔn)確找出落點需要用到圓規(guī);因為利用了平拋原理,故不需用到秒表;故選:②③④;
(2)為了保證小球的初速度水平,實驗前,軌道的調(diào)節(jié)應(yīng)注意末端水平.
(3)為了保證小球A每次到達底端的速度相等,則注意小球從同一點由靜止釋放.
(4)兩球碰撞后,小球做平拋運動,由于小球拋出點的高度相等,
它們在空中做平拋運動的時間t相等,小球做平拋運動的初速度:${v}_{A}=\frac{OP}{t}$,${v}_{A}′=\frac{OM}{t}$,${v}_{B}′=\frac{ON}{t}$,
由動量守恒定律得:mAvA=mAvA′+mBvB′,
則${m}_{A}\frac{OP}{t}={m}_{A}\frac{OM}{t}+{m}_{B}\frac{ON}{t}$,
解得$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}=\frac{ON}{OP-OM}=\frac{ON}{MP}$,故選:①.
故答案為:(1)②③④(2)末端水平;(3)小球從同一點由靜止釋放;(4)①

點評 對于驗證動量守恒定律的實驗,實驗注意事項包括:(1)前提條件:保證碰撞是一維的,即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線運動,碰撞之后還沿這條直線運動.(2)利用斜槽進行實驗,入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量,即m1>m2,防止碰后m1被反彈.

練習(xí)冊系列答案
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1.如圖所示,某人通過定滑輪拉住一個重力等于G的物體使物體緩慢上升,這時人從A點走到B點,前進的距離為s,繩子的方向由豎直方向變?yōu)榕c水平方向成θ角.若不計各種阻力,在這個過程中,人的拉力所做的功等于( 。
A.GstanθB.$\frac{Gs}{cosθ}$C.$\frac{Gs}{cosθ}-Gstanθ$D.$\frac{Gs}{tanθ}-Gscosθ$

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19.為確保行車安全,在高速公路的不同路段都會豎有限速指示牌.若有一段直行連接彎道的路段,其彎道半徑R為60m,彎道路面的傾斜角度θ為6°,最大靜摩擦力為壓力的μ=0.4倍.假定直行路段    的限速為120km/h,限速指示牌的可見視野為100m,駕駛員的操作反應(yīng)時間為2s,為保持平穩(wěn)減速,限定最大減速加速度為2.5m/s2.已知tan6°=0.1,g=10m/s2,試計算:(結(jié)果可用根號表示)
(1)要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即沿公路內(nèi)外兩側(cè))等于零,則汽車轉(zhuǎn)彎時的車速為多大?
(2)彎道處指示牌應(yīng)標(biāo)注的限速為多少?
(3)至少應(yīng)該在彎道前多少距離處設(shè)置限速指示牌.

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16.一個物體以初速為2m/s水平拋出,落地時速度為3m/s,重力加速度為10m/s2,則運動時間為(  )
A.0.1sB.0.5sC.$\frac{{\sqrt{5}}}{10}$sD.$\frac{{\sqrt{13}}}{10}$s

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3.如圖甲所示,某同學(xué)在做“驗證機械能守恒定律”實驗時,對教材中的實驗裝置作了改進,將打點計時器放低,計時器由方座支架臺面支撐,鐵夾起固定作用.現(xiàn)將紙帶壓在橫桿上釋放,打點計時器所接電源頻率為50Hz.

(1)該同學(xué)裝置的優(yōu)點有B
A.更易使物體從靜止釋放            B.更易豎直固定打點計時器
C.更易提高打點計時器的精度    D.更易減小空氣阻力對實驗的影響
(2)如圖乙是實驗獲得的一條紙帶,紙帶上已標(biāo)出0、1、2、3、4、…等計數(shù)點,在他所記錄的數(shù)據(jù)中,計數(shù)點0至2、3的距離分別為h2=18.10cm,h3=22.0cm,這兩個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是h3(選填“h2”或“h3”);根據(jù)圖(乙)中數(shù)據(jù)可得:打下計數(shù)點3時,重錘速度v3=2.075m/s.

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13.如圖,質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上,小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道,BC段是一段水平粗糙軌道,兩段軌道相切于B點,一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點靜止開始沿軌道滑下,在滑塊下滑到B點時,突然解除小車固定,最后滑塊恰好能不滑出小車.已知滑塊質(zhì)量m=$\frac{M}{2}$,滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.
(1)求滑塊運動過程中對小車的最大壓力;
(2)小車的最大速度vm;
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20.如圖所示,水平細桿上套一環(huán)A,環(huán)A與球B間用一根輕質(zhì)繩相連,質(zhì)量分別為mA,mB,由于B球受到水平向右的風(fēng)力作用,環(huán)A與球B一起向右勻速運動,已知繩與豎直方向的夾角為θ,則下列說法中正確的是( 。
A.B球受到的風(fēng)力F為mBgtanθ
B.風(fēng)力增大時,輕質(zhì)繩對B球的拉力保持不變
C.風(fēng)力增大時,桿對環(huán)A的支持力保持不變
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18.如圖所示,質(zhì)量為m=1.0kg的物塊置于傾角為θ=37°的斜面固定斜面上,在水平外力F作用下物塊處于靜止?fàn)顟B(tài).已知物塊和斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,假設(shè)物體與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),則F的大小可能是(  )
A.1NB.8NC.16ND.24N

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