19.利用如圖裝置驗證動量守恒定律.
(1)下面是實驗中一系列可能操作,注意哪些操作是必要的?哪些操作是不必要的?
A.在桌面固定斜槽,使它的末端點切線成水平,并在它的末端掛上重錘線,在桌邊地板上鋪上記錄小球落地點的紙,在紙上記下重錘線所指位置O點;
B.用天平稱出兩球質(zhì)量,質(zhì)量大的為m1,質(zhì)量小的為m2;
C.用游標(biāo)卡尺量出球的直徑d(兩球直徑應(yīng)相等),在紙上標(biāo)出Oˊ點,OOˊ=d;
D.分別測量h與H的高度;
E.不放被碰球m2,讓m1從斜槽頂A點自由滾下,重復(fù)若干次,記下落地點平均位置P;
F.用秒表測m1球從A點運動到落地所經(jīng)歷的時間t1;
G.把m1放在斜槽末端,把被碰球m2放在斜槽末端前支柱上,使兩小球處于同一高度,再讓m1從A點自由滾下與m2碰撞,重復(fù)若干次,分別記下m1、m2落地點的平均位置M及N;
H.用秒表測量兩球相碰到落地所經(jīng)歷時間t2;
I.用刻度尺分別測量出OM、OP、OˊN的距離.
不必要的操作步驟是DFH.(用字母代號填寫)
(2)用測出的有關(guān)數(shù)據(jù),寫出驗證動量守恒定律的關(guān)系式.(其中線段長度用圖中符號表示)

分析 (1)在做“驗證動量守恒定律”的實驗中,是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的,所以要保證每次小球都做平拋運動,則軌道的末端必須水平;兩球相碰時,球心需在同一高度上,通過確定小球的落地點的平均位置確定水平位移.
(2)根據(jù)平拋運動規(guī)律進(jìn)行分析,再根據(jù)動量守恒定律進(jìn)行分析即可求得最終的表達(dá)式.

解答 解:①驗證兩球碰撞過程的動量守恒,小球離開軌道后做平拋運動,軌道末端必須水平,小球每次釋放的高度應(yīng)相同,小球做平拋運動的高度相等,在空中的運動時間相等,它的水平位移與初速度成正比,可以用小球的水平位移代替初速度,實驗時需要測出兩球的質(zhì)量、小球的水平位移;
A、在桌邊固定斜槽,使它的末端切線水 平,在末端點掛上重垂線,并在地面已經(jīng)鋪好的紙上記錄重垂線所指位置O點,A正確;
B.用天平稱出兩球的質(zhì)量mA和mB,故B正確;
C.用刻度尺測出球的直徑d(兩球直徑相等),在紙上標(biāo)出O′點,C正確;
D.測出A球釋放位置的高度h,實驗不需要測球的釋放高度,只要保證每次釋放小球的高度相等即可,故D錯誤;
E.不放被碰球m2,讓m1從斜槽頂A點自由滾下,重復(fù)若干次,記下落地點平均位置P,故E正確;
F.本實驗中不需要測量時間,故F錯誤;
G.把m1放在斜槽末端,把被碰球m2放在斜槽末端前支柱上,使兩小球處于同一高度,再讓m1從A點自由滾下與m2碰撞,重復(fù)若干次,分別記下m1、m2落地點的平均位置M及N;故G正確;
H.實驗中不需要測量時間;故H錯誤;
本題選不必要的步驟的,故選:DFH.
(2)要驗證動量守恒定律定律,即驗證:mAv1=mAv2+mBv3,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:mAv1t=mAv2t+mBv3t,得:mAOP=mAOM+mBO′N.
故答案為:(1)DHE;(2)mAOP=mAOM+mBO′N.

點評 本題主要考查了“驗證動量守恒定律”的實驗的原理及注意事項等基礎(chǔ)知識,驗證動量守恒定律中,要學(xué)會在相同高度下,用水平射程來間接測出速度的方法,從而明確需要測量的物理量以及對應(yīng)的表達(dá)式.

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國家對機動車運行安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一
          機動車的類型各檢驗項目的速度限值v/(km•h--1
空載檢驗的制動距離x/m滿載檢驗的制動距離x/m
20302030
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4.5t≤總質(zhì)量≤12t的汽車和無軌電車≤3.8≤8.0
總質(zhì)量>12t的汽車和無軌電車≤4.4≤9.5
(1)從表中查出質(zhì)量在4.5t至12t之間的汽車空載時,在20km/h下的制動距離為多少?通過計算求出制動加速度不得小于多少數(shù)值?
(2)從表中查出一輛總質(zhì)量4.0t的轎車,以30km/h的速度滿載行駛時的制動距離為多少?若以60km/h速度行駛,通過計算求出其滿載制動距離允許值是多大?

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