【題目】在利用碰撞做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,圖中斜槽部分與水平槽部分平滑連接,按要求安裝好儀器后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。圖中設(shè)計(jì)有一個(gè)支柱(通過(guò)調(diào)整,可使兩球的球心在同一水平線上,上面的小球被碰離開(kāi)后,支柱立即倒下)。先不放被碰小球,讓入射小球從擋板C處由靜止?jié)L下,重復(fù)若干次;然后把被碰小球放到支柱上,有重復(fù)若干次。在白紙上記錄下掛于槽口的重錘線在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)和各次實(shí)驗(yàn)時(shí)小球落點(diǎn)的平均位置,從左至右依次為O、MP、N點(diǎn),兩小球直徑相等,并用刻度尺測(cè)出OM、OPON的長(zhǎng)度。入射小球和被碰小球的質(zhì)量分別為m1m2。則

1)入射小球的質(zhì)量m1和被碰小球的質(zhì)量m2應(yīng)該滿足m2_____m1(填“>”“<”)。

2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量小球的直徑如圖乙所示,則小球的直徑d=___________mm。

3)當(dāng)所測(cè)的物理量滿足表達(dá)式_____________________(用所測(cè)物理量的字母表示)時(shí),即說(shuō)明兩球的碰撞遵守動(dòng)量守恒定律。

4)某次實(shí)驗(yàn)得到入射小球的落點(diǎn)M、PO距離如圖丙所示,假設(shè)兩球的碰撞是彈性正碰,則被碰小球的落點(diǎn)NO的距離ON=_________cm。(保留2位小數(shù))

【答案】< 12.80312.802-12.804 m1OP=m1OM+m2ON-d 36.28

【解析】

1)為防止入射球反彈,入射小球的質(zhì)量要大于被碰小球的質(zhì)量;(2)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù),在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀。(3)根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式,然后根據(jù)表達(dá)式分析答題;(4)根據(jù)動(dòng)量守恒定律以及機(jī)械能守恒定律列式,聯(lián)立即可求得速度關(guān)系,從而求出OM、ON以及OP之間的關(guān)系。

1)為防止入射球反彈,入射小球的質(zhì)量m1和被碰小球的質(zhì)量m2應(yīng)該滿足m2<m1;

(2)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為12.5mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×30.3mm=0.303mm
所以最終讀數(shù)為:d=12.5mm+0.303mm=12.803mm
3)由動(dòng)量守恒定律可知,如果動(dòng)量守恒,則應(yīng)保證:m1v=m1v1+m2v2
因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,則水平位移可以代表速度,OPA球不與B球碰撞平拋運(yùn)動(dòng)的位移,該位移可以代表A球碰撞前的速度,OMA球碰撞后平拋運(yùn)動(dòng)的位移,該位移可以代表碰撞后A球的速度,(ON-d)是碰撞后B球的水平位移,該位移可以代表碰撞后B球的速度,當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式m1OP=m1OM+m2ON-d),說(shuō)明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律;

4)設(shè)入射小球質(zhì)量為m1,被碰小球質(zhì)量為m2.碰撞前入射球速度為v0,碰撞后兩球速度分別為v1、v2。根據(jù)動(dòng)量守恒得和機(jī)械守恒定律得:
m1v0=m1v1+m2v2
m1v02=m1v12+m2v22
聯(lián)立解得:v0+v1=v2
三球平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,則得到:OP+OM=ON=ON-d
故:ON =OP+OM+d=25cm+10cm+1.28cm=36.28cm

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于如下現(xiàn)象的表述正確的是(  )

A. 如圖所示,此時(shí)線圈中的磁通量最小,感應(yīng)電流最小

B. 如圖是康普頓利用光子去碰撞電子發(fā)生散射的實(shí)驗(yàn)?zāi)P停鲎埠蟮墓庾拥念l率y比原來(lái)光子的頻率y

C. 圖中夜視系統(tǒng)是利用紅外線

D. 圖中蝙蝠和雷達(dá)分別利用超聲波與電磁波的定位

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,輕彈簧上端固定,下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,系統(tǒng)靜止時(shí)小球的位置為O1.將小球向下拉到O2位置(在彈性限度內(nèi)),從靜止放開(kāi),小球在O2O3之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。則在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中

A. 經(jīng)過(guò)O1位置時(shí),速度最大

B. 經(jīng)過(guò)O1位置時(shí),加速度最大

C. 經(jīng)過(guò)O1位置時(shí),彈簧彈力最大

D. 經(jīng)過(guò)O3位置時(shí),彈簧彈力方向一定向下

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖。圖乙表示該波傳播的介質(zhì)中x=2m處的a質(zhì)點(diǎn)從t=0時(shí)刻起的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是

A. 波傳播的速度為20m/s

B. 波沿x軸負(fù)方向傳播

C. t=0.25s時(shí),質(zhì)點(diǎn)a的位移沿y軸正方向

D. t=0.25s時(shí),x=4m處的b質(zhì)點(diǎn)的加速度沿y軸負(fù)方向

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,圓心為O、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一寬度也為R足夠長(zhǎng)區(qū)域,區(qū)域內(nèi)有方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),區(qū)域左右邊界CDFG與電場(chǎng)垂直,區(qū)域I邊界上過(guò)A點(diǎn)的切線與電場(chǎng)線平行且與FG交于G點(diǎn),FG右側(cè)為方向向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.在FG延長(zhǎng)線上距G點(diǎn)為R處的M點(diǎn)放置一足夠長(zhǎng)的熒光屏MN,熒光屏與FG角,在A點(diǎn)處有一個(gè)粒子源,能沿紙面向區(qū)域內(nèi)各個(gè)方向均勻地發(fā)射大量質(zhì)量為m、帶電荷量為+q且速率相同的粒子,其中沿AO方向射入磁場(chǎng)的粒子,恰能平行于電場(chǎng)方向進(jìn)入?yún)^(qū)域并垂直打在熒光屏上(不計(jì)粒子重力及其相互作用)求:

1)粒子的初速度大小v0

2)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;

3)熒光屏上的發(fā)光區(qū)域長(zhǎng)度x

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑為l的金屬圓環(huán)水平固定,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒OA可繞圓心O在圓環(huán)上轉(zhuǎn)動(dòng)。金屬棒CD放在寬度也為l的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌傾角為θ,處于垂直導(dǎo)軌平面向下磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。用導(dǎo)線分別將金屬圓環(huán)、金屬棒OAO端分別與兩導(dǎo)軌連接,已知金屬棒OACD的長(zhǎng)度均為l、質(zhì)量均為m、電阻均為r,其他電阻不計(jì)。重力加速度大小為g。

1)將金屬棒OA固定,使金屬棒CD從靜止開(kāi)始下滑,求金屬棒CD的最大速度;

2)讓金屬棒OA勻速轉(zhuǎn)動(dòng),使金屬棒CD保持靜止,求金屬棒OA的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及角速度。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】從斜面上A點(diǎn)分別以v0、2v0的初速度先后水平拋出兩個(gè)相同的小球,結(jié)果小球分別落在了斜面上的B點(diǎn)和C點(diǎn),A、B間的距離為s1,B、C間的距離為s2,小球剛要落到B點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為P1,剛要落到C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為P2,不計(jì)空氣阻力,則下列關(guān)系正確的是(

A. s1s2=12 B. s1s2=14 C. P1P2=12 D. P1P2=14

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖是通過(guò)變壓器降壓給用戶供電的示意圖。負(fù)載變化時(shí)變壓器輸入電壓基本保持不變。輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶,輸電線的電阻用R0表示,開(kāi)關(guān)S閉合后,相當(dāng)于接入電路中工作的用電器增加。如果變壓器上的能量損失可以忽略,則開(kāi)關(guān)S閉合后,以下說(shuō)法正確的是

A. 電表V1示數(shù)與V2示數(shù)的比值不變

B. 電表A1示數(shù)不變,A2示數(shù)增大

C. 輸電線的電阻R0消耗的功率增大

D. 流過(guò)電阻R1的電流減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為了測(cè)量小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù),某小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,其中擋板可固定在桌面上,輕彈簧左端與擋板相連,圖中桌面高為hO1O2、A、B、C點(diǎn)在同一水平直線上.已知重力加速度為g,空氣阻力可忽略不計(jì).

實(shí)驗(yàn)過(guò)程一:擋板固定在O1點(diǎn),推動(dòng)滑塊壓縮彈簧,滑塊移到A處,測(cè)量O1A的距離,如圖甲所示.滑塊由靜止釋放,落在水平面上的P點(diǎn),測(cè)出P點(diǎn)到桌面右端的水平距離為x1

實(shí)驗(yàn)過(guò)程二:將擋板的固定點(diǎn)移到距O1點(diǎn)距離為dO2點(diǎn),如圖乙所示,推動(dòng)滑塊壓縮彈簧,滑塊移到C處,使O2C的距離與O1A的距離相等.滑塊由靜止釋放,落在水平面上的Q點(diǎn),測(cè)出Q點(diǎn)到桌面右端的水平距離為x2

1)為完成本實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的

A.必須測(cè)出小滑塊的質(zhì)量 B.必須測(cè)出彈簧的勁度系數(shù)

C.彈簧的壓縮量不能太小 D.必須測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)

2)寫(xiě)出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ= .(用題中所給物理量的符號(hào)表示)

3)小紅在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程二時(shí),發(fā)現(xiàn)滑塊未能滑出桌面.為了測(cè)量小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù),還需測(cè)量的物理量是

4)某同學(xué)認(rèn)為,不測(cè)量桌面高度,改用秒表測(cè)出小滑塊從飛離桌面到落地的時(shí)間,也可測(cè)出小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù).此實(shí)驗(yàn)方案 .(選填可行不可行

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同步練習(xí)冊(cè)答案