用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的
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用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的
题型:不详
难度:
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用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过测量
(填选项前的符号),间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的射程
(2)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有
。
A.A、B两点间的高度差h
1
B.B点离地面的高度h
2
C.小球1和小球2的质量m
1
、m
2
D.小球1和小球2的半径r
(3)经测定,
g,
g,小球落地点的平均位置距
点的距离如图乙所示。有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用已知的数据,分析和计算出被碰小球
平抛运动射程
的最大值为
。
(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l
1
、l
2
、l
3
。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
(用所测物理量的字母表示)。
答案
:(1)C (2)C (3)76.8 (4)
解析
试题分析:(1)因为平抛运动的速度等于射程与落地时间的比值,而当高度一定时,落地时间一定,所以可以测量射程“代替”速度,故选C。
(2)本实验需要验证的表达式是:m
1
OP=m
1
OM+m
2
ON,所以除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有小球1和小球2的质量m
1
、m
2
;
(3)发生弹性碰撞时,被碰球获得的速度最大,
根据动量守恒及能量守恒可得:
,
,
解得
,
因此最大射程:
(4)根据平抛运动的规律
,
联立解得:
,
所以要验证的表达式为:
。
举一反三
某同学用两个弹簧测力计、一根橡皮筋、细绳套、三角板及贴有白纸的方木板等器材,进行“验证力的平行四边形定则”的实验。如图所示是该同学依据实验记录作图的示意图。其中A点是橡皮筋在白纸上的固定点,O点是此次实验中用弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉伸到的位置。关于此实验,下列说法中正确的是
A.只需记录拉力的大小
B.拉力方向应与木板平面平行
C.图3中F′表示理论的合力,F表示实验测出的合力
D.改变拉力,进行多次实验,并作出多个平行四边形,但每个四边形中的O点位置不一定相同
题型:不详
难度:
|
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(7分)某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律,请回答下列有关此实验的问题:
(1)该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材:
A.交流电源、导线
B.天平(含配套砝码)
C.秒表
D.刻度尺
E.细线、砂和小砂桶
其中不必要的器材是
(填代号)。
(2)打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹,以此记录小车的运动情况。其中一部分纸带上的点迹情况如图甲所示,已知打点计时器打点的时间间隔T=0.02s,测得A点到B、C点的距离分别为x
1
=5.99cm、x
2
=13.59cm,则在打下点迹B时,小车运动的速度v
B
=
m/s;小车做匀加速直线运动的加速度a=
m/s
2
。(结果保留三位有效数字)
(3)在验证“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象,其中图线不过原点的原因是
,图线在末端弯曲的原因是
。
题型:不详
难度:
|
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(8分)两位同学用如图所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
(1)实验中必须满足的条件是
。
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
(2)测量所得入射球A的质量为m
A
,被碰撞小球B的质量为m
B
,图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式
时,即说明两球碰撞中动量守恒;如果满足表达式
时,则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。
(3)乙同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装:如图所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B′;然后将木条平移到图中所示位置,入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P′;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与球B相撞,确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h
1
、h
2
、h
3
。若所测物理量满足表达式
时,则说明球A和球B碰撞中动量守恒。
题型:不详
难度:
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用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为
mm,用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为
m.
题型:不详
难度:
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利用如图所示装置可以研究自由落体运动:
(1)实验时调整好仪器,开始打点计时的时候,应先
,然后
。
(2)为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有
(填入正确选项前的字母)
A.秒表 B.天平 C.刻度尺 D.直流电源
(3)实验中用打点计时器打出一条纸带,在纸带上选取了点迹清晰、连续的3个点,用刻度尺测出相邻两点间的距离x
1
和x
2
,已知交流电频率为50 Hz,当地的重力加速度为9.81 m/s
2
.下列A、B、C、D四组数据中,正确的一组是
。
A.51.0mm,55.8mm B.49.0mm,52.9mm
C.45.1mm,52.8mm D.50.5mm,51.7mm
题型:不详
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