【題目】如圖所示,用半徑相同的AB兩球的碰撞可以驗(yàn)證動量守恒定律。實(shí)驗(yàn)時先讓質(zhì)量為m1A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下,進(jìn)入水平軌道后,從軌道末端水平拋出,落到位于水平地面的復(fù)寫紙上,在下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10,得到10個落點(diǎn)痕跡。再把質(zhì)量為m2B球放在水平軌道末端,A球仍從位置C由靜止?jié)L下,A球和B球碰撞后,分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡,重復(fù)操作10次。MP、N為三個落點(diǎn)的平均位置,未放B球時,A球的落點(diǎn)是P點(diǎn),0點(diǎn)是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點(diǎn),如圖所示。

(1)在這個實(shí)驗(yàn)中,為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1__________m2(“>”“<”);除了圖中器材外,實(shí)驗(yàn)室還備有下列器材,完成本實(shí)驗(yàn)還必須使用的兩種器材是______

A.秒表

B.天平

C.刻度尺

D.打點(diǎn)計(jì)時器

(2)下列說法中正確的是______。

A.如果小球每次從同一位置由靜止釋放,每次的落點(diǎn)一定是重合的

B.重復(fù)操作時發(fā)現(xiàn)小球的落點(diǎn)并不重合,說明實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)了錯誤

C.用半徑盡量小的圓把10個落點(diǎn)圈起來,這個圓的圓心可視為小球落點(diǎn)的平均位置

D.僅調(diào)節(jié)斜槽上固定位置C,它的位置越低,線段0P的長度越大

(3)在某次實(shí)驗(yàn)中,測量出兩個小球的質(zhì)量m1、m2,記錄的落點(diǎn)平均位置M、N幾乎與OP在同一條直線上,測量出三個落點(diǎn)位置與0點(diǎn)距離OM、OP、0N的長度。在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),若滿足關(guān)系式____________,則可以認(rèn)為兩球碰撞前后在OP方向上的總動量守恒;若碰撞是彈性碰撞。那么還應(yīng)滿足關(guān)系式____________。(用測量的量表示)

(4)OP0M、0N這三個長度中,與實(shí)驗(yàn)所用小球質(zhì)量無關(guān)的是______,與實(shí)驗(yàn)所用小球質(zhì)量有關(guān)的是_________。

(5)某同學(xué)在做這個實(shí)驗(yàn)時,記錄下小球三個落點(diǎn)的平均位置M、PN,如圖所示。他發(fā)現(xiàn)MN偏離了0P方向。這位同學(xué)猜想兩小球碰撞前后在OP方向上依然動量守恒,他想到了驗(yàn)證這個猜想的辦法:連接OP、OM、ON,作出MNOP方向上的投影點(diǎn)M′、N。分別測量出OP、OM′、ON的長度。若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),滿足關(guān)系式:____________則可以認(rèn)為兩小球碰撞前后在OP方向上動量守恒。

【答案】>; BC; C; ; ; OP; OM和ON;

【解析】

明確實(shí)驗(yàn)原理,從而確定需要測量哪些物理量; 在該實(shí)驗(yàn)中,小球做平拋運(yùn)動,H相等,時間t就相等,水平位移x=vt,與v成正比,因此可以用位移x來代替速度v,根據(jù)水平方向上的分運(yùn)動即可驗(yàn)證動量守恒;根據(jù)動量守恒定律以及平拋運(yùn)動規(guī)律可確定對應(yīng)的表達(dá)式;

解:(1)為了防止入射球碰后反彈,應(yīng)讓入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量;

小球離開軌道后做平拋運(yùn)動,小球在空中的運(yùn)動時間相同,小球的水平位移與其初速度成正比,可以用小球的水平位移代替小球的初速度,實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證:因小球均做平拋運(yùn)動,下落時間相同,則可知水平位移x=vt,因此可以直接用水平位移代替速度進(jìn)行驗(yàn)證,故有,實(shí)驗(yàn)需要測量小球的質(zhì)量、小球落地點(diǎn)的位置,測量質(zhì)量需要天平,測量小球落地點(diǎn)的位置需要毫米刻度尺,因此需要的實(shí)驗(yàn)器材有:BC;

(2)AB、由于各種偶然因素,如所受阻力不同等,小球的落點(diǎn)不可能完全重合,落點(diǎn)應(yīng)當(dāng)比較集中,但不是出現(xiàn)了錯誤A、B錯誤;

C、由于落點(diǎn)比較密集,又較多,每次測量距離很難,故確定落點(diǎn)平均位置的方法是最小圓法,即用盡可能最小的圓把各個落點(diǎn)圈住,這個圓的圓心位置代表落點(diǎn)的平均位置,C正確

D、僅調(diào)節(jié)斜槽上固定位置C,它的位置越低,由于水平速度越小,則線段OP的長度越小,故D錯誤。

故選C;

(3)若兩球相碰前后的動量守恒,,,,代入得:,若碰撞是彈性碰撞,滿足動能守恒,則:,代入得; ;

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知,OP是放一個小球時的水平射程,小球的速度與質(zhì)量無關(guān),故OP與質(zhì)量無關(guān);而碰后兩球的速度與兩球的質(zhì)量有關(guān),所以碰后水平射程與質(zhì)量有關(guān),故OM和ON與質(zhì)量有關(guān);;

(5)如圖所示,連接OP、OM、ON,作出M、NOP方向上的投影點(diǎn)M′、N′,如圖所示分別測量出OP、OM′、ON的長度。若在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),滿足關(guān)系式

,則可以認(rèn)為兩小球碰撞前后在OP方向上動量守恒。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)如下:

(1)在探究物體的加速度與力的關(guān)系時,應(yīng)保持______不變,分別改變施加在物體上的水平拉力F,測出相對應(yīng)的加速度a

(2)在探究物體的加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系時,應(yīng)保持______不變,分別改變物體的質(zhì)量m,測出相對應(yīng)的加速度a

(3) 如果圖象是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線,則說明________

A.加速度a與質(zhì)量m成正比 B.加速度a與質(zhì)量m成反比

C.質(zhì)量m與加速度a成反比 D.質(zhì)量m與加速度a成正比

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【題目】甲、乙兩物體的位移-時間圖象如圖所示,下列說法正確的是(

A. 甲、乙兩物體均做勻變速直線運(yùn)動

B. 甲、乙兩物體由不同地點(diǎn)同時出發(fā),t0時刻兩物體相遇

C. 0~t0時間內(nèi),兩物體位移一樣大

D. 0~t0時間內(nèi),甲的速度大于乙的速度;t0時刻后,乙的速度大于甲的速度

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【題目】如圖所示,物體A、B在力F作用下一起以相同速率沿F方向勻速運(yùn)動,關(guān)于物體A、B兩物體所受力的個數(shù),下列說法中正確的是(

A. 甲圖中A受力個數(shù)為2,B受力個數(shù)為5

B. 甲圖中A受力個數(shù)為3,B受力個數(shù)為6

C. 乙圖中A受力個數(shù)為2,B受力個數(shù)為5

D. 乙圖中A受力個數(shù)為3,B受力個數(shù)為6

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【題目】某同學(xué)利用如圖1所示的裝置來驗(yàn)證力的平行四邊形定則:在豎直木板上鋪有白紙,固定兩個光滑的滑輪AB,將繩子打一個結(jié)點(diǎn)O,每個鉤碼的重量相等當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時,根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力F1、F2F3回答下列問題:

(1)改變鉤碼個數(shù),實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖?/span>: __________

A.鉤碼個數(shù)N1=N2=2N3=4

B.鉤碼個數(shù)N1=N3=3N2=4

C.鉤碼個數(shù)N1=N2=N3=4

D.鉤碼個數(shù)N1=3N2=4N3=5

(2)在拆下鉤碼和繩子前,最重要的一個步驟是______________

A.標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置,并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向

B.量出OA、OB、OC三段繩子的長度

C.用量角器量出三段繩子之間的夾角

D.用天平測出鉤碼的質(zhì)量

(3)在作圖時,你認(rèn)為圖2________是正確的.(”)

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【題目】(題文)在足夠大的真空空間中,存在水平向右的勻強(qiáng)電場,若用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m的帶正電小球懸掛在電場中,靜止時細(xì)線與豎直方向夾角θ=37.撤去細(xì)線,現(xiàn)將該小球從電場中的A點(diǎn)豎直向上拋出,拋出的初速度大小為v0,如圖所示,求:

(1)小球在電場內(nèi)運(yùn)動過程中的最小速率.

(2)小球從拋出至達(dá)到最小速率的過程中,電場力對小球做的功. (sin37=0.6,cos37 =0.8)

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A. FN=mgcos α

B. 滑塊下滑過程中支持力對B的沖量大小為FNtcos α

C. 滑塊B下滑的過程中A、B組成的系統(tǒng)動量守恒

D. 此過程中斜面向左滑動的距離為

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【題目】在平直公路上有甲、乙兩輛汽車同時從同一位置沿著同一方向做勻加速直線運(yùn)動,它們速度的二次方隨位移變化的圖像如圖所示,則

A. 甲車的加速度a=4m/s2,乙車的加速度a=2m/s2

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A. 帶負(fù)電

B. c點(diǎn)受力最大

C. b點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能

D. a點(diǎn)到b點(diǎn)的動能變化大于有b點(diǎn)到c點(diǎn)的動能變化

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