某同学利用如图实－11－9所示的装置验证动量守恒定律．图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时，其侧面

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某同学利用如图实－11－9所示的装置验证动量守恒定律．图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触．向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角，然后将其由静止释放．结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角成30°.若本实验允许的最大误差为±4%，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？

答案

见解析

解析

设摆球A、B的质量分别为m_A、m_B，摆长为l，B球的初始高度为h₁，碰撞前B
球的速度为 v_B.在不考虑摆线质量的情况下，根据题意及机械能守恒定律得
h₁＝l(1－cos45°) ①

m_Bv_B²＝m_Bgh₁②
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p₁、p₂.
有p₁＝m_Bv_B③
联立①②③式得p₁＝m_B

④
同理可得 p₂＝(m_A＋m_B)

⑤
联立④⑤式得

＝

⑥
代入已知条件得

²≈1.03
由此可以推出

≈1.4% ＜4%
所以，此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律．

举一反三

在"验证牛顿运动定律"的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，

（1）下列说法中正确的是（）

A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上

B．连接砝码盘和小车的细绳应与长木板保持平行

C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动

D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车

（2）当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
（3）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象．
（4）如图(a)，甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是________．

（5）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线，如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同的是________

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在用单摆测定当地重力加速度实验中，如果测量的重力加速度的值偏大，
可能原因。

A．摆线上端未牢固地系于悬点，振动时出现松动;

B．计算时把摆线长加上球的直径的值作为摆长;

C．开始计时时，秒表按下过迟;

D．实验时误把50次全振动次数记为49次;

E.铁架台的底座有磁性物质,其对小球有磁场引力.

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为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长

并测出相应的周期

，从而得出一组对应的

和

的数值，再以

为横坐标、

为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率

。则重力加速度

。（用

和有关常量表示）

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（2分）如图所示是演示沙摆振动图像的实验装置在木板上留下的实验结果。沙摆的运动可看作是简谐运动。若手用力F向外拉木板作匀速运动，速度大小是0.20m/s．右图所示的一段木板的长度是0.60m，那么这次实验所用的沙摆的摆长为 cm。(答案保留2位有效数字，计算时可以取＝g)

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在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动轨迹，并求出平抛运动初速度。实验装置如图甲所示。

(1)安装实验装置，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是（）
A.保持小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B.保证小球飞出时，初速度水平
C.保证小球在空中运动的时间每次都相等
D.保证小球运动轨迹是一条抛物线
(2)实验操作中下列说法正确的是 ( )
A．小球释放的初始位置越高越好
B．每次小球要从同一高度由静止释放
C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D．小球的平抛运动要靠近但不接触木板
(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h₁＝10.20cm，h₂＝20.20cm，A、B、C三点间水平距离x₁＝x₂＝12.40cm，g取10m/s²，则小球平抛运动的初速度大小为_ ____m/s。

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