分析 (1、2)驗證動量守恒定律實驗中,質量可測而瞬時速度較難.因此采用了落地高度不變的情況下,水平射程來反映平拋的初速度大小,所以僅測量小球拋出的水平射程來間接測出速度.
(3)過程中小球釋放高度不需要,小球拋出高度也不要求.最后可通過質量與水平射程乘積來驗證動量是否守恒.
(4)根據(jù)碰撞前后動量守恒可以寫成表達式,若碰撞為彈性碰撞,則碰撞前后動能相同;
(5、6)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),應用動量的定義式與動量守恒定律分析答題.
解答 解:(1)小球離開軌道后做平拋運動,由于小球拋出點的高度相等,它們在空中的運動時間相等,小球的水平位移與小球的初速度成正比,可以用小球的水平位移代替其初速度,因此只需測量水平射程即可;故選A.
(2)要驗證動量守恒定律定律,即驗證:m1v1=m1v2+m2v3,小球離開軌道后做平拋運動,它們拋出點的高度相等,在空中的運動時間t相等,
上式兩邊同時乘以t得:m1v1t=m1v2t+m2v3t,得:m1OP=m1OM+m2ON,
因此實驗需要測量:兩球的質量、小球的水平位移,故選:ADE.
(3)由(2)可知,實驗需要驗證:m1OP=m1OM+m2ON (1)
(4)若碰撞過程沒有動能的損失,碰撞前后總動能保持不變,$\frac{1}{2}$m1v12=$\frac{1}{2}$m1v22+$\frac{1}{2}$m2v22,上式兩邊同時乘以t2得:$\frac{1}{2}$m1v12t2=$\frac{1}{2}$m1v22t2+$\frac{1}{2}$m2v22t2,
則:$\frac{1}{2}$m1OP2=$\frac{1}{2}$m1OM2+$\frac{1}{2}$m2ON2,
解得:
m1•OP2=m1•OM2+m2•ON2 (2)
聯(lián)立(1)、(2)可得,只要長度滿足ON=OM+OP即可保證碰撞中機械能守恒,為彈性碰撞;
(5)根據(jù)刻度尺的讀數(shù)方法可知:OM=18.50cm;ON=53.00cm;OP=45.00cm;
OM碰撞前后m1動量之比:$\frac{{P}_{1}}{{P}_{1}+{P}_{2}}$=$\frac{{m}_{1}OP}{{m}_{1}OM+{m}_{2}ON}$=$\frac{20×45.00}{20×18.50+10×53.00}$=1.
(6)發(fā)生彈性碰撞時,被碰小球獲得速度最大,根據(jù)動量守恒的表達式是:m1v0=m1v1+m2v2,
動能守恒的表達式是 $\frac{1}{2}$m1v02=$\frac{1}{2}$m1v12+$\frac{1}{2}$m2v22,
得動能守恒的表達式是:m1•OM2+m2•ON2=m1•OP2,
聯(lián)立解得:v2=$\frac{2{m}_{1}}{{m}_{1}+{m}_{2}}$v0,
因此最大射程為sm=$\frac{2{m}_{1}}{{m}_{1}+{m}_{2}}$•OP=$\frac{2×20}{20+10}×45.00$=60.00cm;
故答案為:(1)A;(2)ADE;(3)m1OP=m1OM+m2ON;(4)ON=OM+OP;(5)18.50;45.00;53.00;1;(6)60.00
點評 實驗的一個重要的技巧是入射球和靶球從同一高度作平拋運動并且落到同一水平面上,故下落的時間相同,所以在實驗的過程當中把本來需要測量的速度改為測量平拋過程當中水平方向發(fā)生的位移,可見掌握了實驗原理才能順利解決此類題目.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 乘客處于超重狀態(tài) | B. | 乘客處于失重狀態(tài) | ||
C. | 電梯對乘客的支持力大于重力 | D. | 電梯對乘客的摩擦力水平向右 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 物體的加速度的方向與它所受合力的方向相同 | |
B. | 物體的速度的變化越大,它的加速度就越大 | |
C. | 豎直向上拋出一個物體,當它上升到最高點時,其加速度為零 | |
D. | 只要物體的速率保持不變,其加速度就為零 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 當v<$\frac{qBL}{2m}$時所有離子都打不到熒光屏上 | |
B. | 當v<$\frac{qBL}{m}$時所有離子都打不到熒光屏上 | |
C. | 當v=$\frac{qBL}{m}$時,打到熒光屏MN的離子數(shù)與發(fā)射的離子總數(shù)比值為$\frac{1}{2}$ | |
D. | 當v=$\frac{qBL}{m}$時,打到熒光屏MN的離子數(shù)與發(fā)射的離子總數(shù)比值為$\frac{5}{12}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | W1<W2,Q1<Q2 | B. | W1<W2,Q1=Q2 | C. | W1=W2,Q1=Q2 | D. | W1=W2,Q1<Q2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 相碰前兩球運動中動量不守恒 | |
B. | 相碰前兩球的總動量隨距離的減小而增大 | |
C. | 碰撞前后兩球組成系統(tǒng)動量守恒 | |
D. | 兩球相碰分離后的總動量不等于相碰前的總動量,因為碰前作用力為引力,碰后為斥力 |
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