关于“验证动量守恒定律”的实验,请完成下列的三个问题:(1)如图所示,在做“验证动量守恒定律”的实验时,实验必须要求满足的条件是:______A.斜槽轨道必须是

关于“验证动量守恒定律”的实验,请完成下列的三个问题:(1)如图所示,在做“验证动量守恒定律”的实验时,实验必须要求满足的条件是:______A.斜槽轨道必须是

题型:不详难度:来源:
关于“验证动量守恒定律”的实验,请完成下列的三个问题:
(1)如图所示,在做“验证动量守恒定律”的实验时,实验必须要求满足的条件是:______
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端的切线是水平的
C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D.若入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2,则m1>m2
(2)利用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上的S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量出平抛的射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上的S位置由静止释放,与小球m2相碰,并且多次重复.接下来要完成的必要步骤是______.(填选项前的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2;B.测量小球m1开始释放高度h; C.测量抛出点距地面的高度H;
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N;测量平抛射程OM,ON.
(3)若两个小球相碰前后的动量守恒,其表达式可以表示为______.[利用(2)中所测量的物理量表示];若碰撞是弹性的碰撞,那么还应该满足的表达式应该为______.[利用(2)中所测量的物理量表示].
答案
(1)A、“验证动量守恒定律”的实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的,只要离开轨道后做平抛运动,对斜槽是否光滑没有要求,故A错误;
B、要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平,故B正确;
C、要保证碰撞前的速度相同,所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下,故C正确;
D、为了保证小球碰撞为对心正碰,且碰后不反弹,要求ma>mb,ra=rb,故D正确.
应选:BCD.
(2)要验证动量守恒定律定律,即验证:m1v1=m1v2+m2v3,小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,
上式两边同时乘以t得:m1v1t=m1v2t+m2v3t,得:m1OP=m1OM+m2ON,
因此实验需要测量:两球的质量、小球的水平位移,故选:AD.
(3)由(2)知,实验需要验证:m1OP=m1OM+m2ON;
如果碰撞过程机械能守恒,则:
1
2
m1v12=
1
2
m1v22+
1
2
m2v32
两边同时乘以t2得:
1
2
m1v12t2=
1
2
m1v22t2+
1
2
m2v32t2,则m1OP2=m1OM2+m2OP2
故答案为:(1)BCD;(2)AD;(3)m1OP=m1OM+m2ON;m1OP2=m1OM2+m2OP2
举一反三
为了验证机械能守恒定律,某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1、G2光电门时,光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门中心间的距离为x,牵引砝码的质量为m,细绳不可伸长且其质量可以忽略,重力加速度为g.该同学想在水平的气垫导轨上,只利用以上仪器,在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律,请回答下列问题.
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母,使气垫导轨水平.请在以下空白处填写实验要求;
在不增加其他测量器材的情况下,调水平的步骤是:取下牵引砝码m,接通气垫导轨装置的电源,调节导轨下面的螺母,若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止,或者轻推滑行器M分别通过光电门G1、G2的时间______,则导轨水平.
(2)当气垫导轨调水平后,在接下来的实验操作中,以下操作合理的是______;
A.挡光片的宽度D应尽可能选较小的
B.选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器的总质量M
C.为了减小实验误差,光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些
D.用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行
(3)在每次实验中,若表达式______;用M、g、m、△t1、△t2、D、x表示)在误差允许的范围内成立,则机械能守恒定律成立.
题型:不详难度:| 查看答案
如图甲所示,长为L、质量为M=2m的长木板静止在光滑的水平面上,质量为m的滑块以初速度滑上长木板,滑块离开木板时的速度为=
(1)求滑块离开木板时木板的速度和此过程中产生的内能Q;
(2)现将木板由上到下分成两块,并对接粘连在一起成木板C(如图乙所示),滑块与C之间的动摩擦因数还和原来一样,让滑块仍以初速度滑上长木板,求滑块在C上滑行的距离S。
题型:0103 模拟题难度:| 查看答案
如图所示,一条轨道固定在竖直平面内,粗糙的ab段水平,bcde段光滑,cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧。可视为质点的物块A和B紧靠在一起,静止于b处,A的质量是B的3倍。两物块在足够大的内力作用下突然分离,分别向左、右始终沿轨道运动。B到d点时速度沿水平方向,此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的,A与ab段的动摩擦因数为μ,重力加速度g,求:
(1)物块B在d点的速度大小;
(2)物块A、B在b点刚分离时,物块B的速度大小;
(3)物块A滑行的最大距离s。
题型:0103 期中题难度:| 查看答案
如图所示,质量M=0.45kg的前方带有小孔的塑料块沿斜面滑到最高点C时速度恰为零,此时它刚好与从A点以v0水平射出的弹丸相碰,弹丸沿着斜面方向进入塑料块中,并立即与塑料块粘在一起有相同的速度。已知A点和C点距地面高度分别为:H=1.95m,h=0.15m,弹丸质量m=0.05kg,水平初速度v0=8m/s,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)斜面与水平地面的夹角θ。
(2)上述条件仍成立,若再在斜面下端与地面交接处设一个垂直斜面的弹性挡板,塑料块与它相碰后可以立即原速率反弹。现要使弹丸与塑料块相碰后一起沿斜面向下运动,它们与挡板第一次相撞后恰好仍能返回C点,则塑料块与斜面间的动摩擦因数应为多少?
题型:0103 期中题难度:| 查看答案
不定项选择如图所示,质量为m、半径为R的小球,放在半径为2R、质量为2m的大空心球内。大球开始静止在光滑的水平面上,当小球从图示位置无初速度地沿大球内壁滚到最低点时,大球移动的距离为(   )

A.
B.
C.
D.
题型:0103 月考题难度:| 查看答案
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