x0 |
t |
x1 |
t |
x2 |
t |
U2 |
R |
U2 |
P |
220×220 |
100 |
|ν2-ν1| |
ν20-ν10 |
碰撞前 | 碰撞后 | |||||||||||||
质量 | ma | ma | mb | |||||||||||
速度 | va | v’a | v’b | |||||||||||
mv | mava | mav’a+mbv’b | ||||||||||||
mv2 | mav2a | mav’2a+mbv’2b | ||||||||||||
(1)在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值,叫做弹簧的劲度系数.为了测量一轻弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验设计:如图所示,将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好,水平放置的轻弹簧一端固定于O点,另一端与金属杆连接并保持绝缘.在金属杆滑动的过程中,弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直,弹簧的形变始终在弹性限度内,通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法,使摩擦对实验结果的影响可忽略不计. 请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题. ①帮助该同学完成实验设计.请你用低压直流电源( )、滑动变阻器( )、电流表( )、开关( )设计一电路图,画在图中虚线框内,并正确连在导轨的C、D两端. ②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后,闭合开关,使金属杆随挡板缓慢移动,当移开挡板且金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置,断开开关,测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值,再次让金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=______. (2)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力.为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动.图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为______、______,两滑块的总动量大小为______;碰撞后两滑块的总动量大小为______.重复上述实验,多做几次.若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证. | ||||||||||||||
C.(选修模块3-5) (1)下列说法中正确的是______. A.随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都有增加,另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 B.在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,因此光子散射后波长变短 C.根据海森伯提出的不确定性关系可知,不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量 D.4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变 (2)在《探究碰撞中的不变量》实验中,某同学采用如图所示的装置进行实验.把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让B球静止,拉起A球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起.实验过程中除了要测量A球被拉起的角度θ1,及它们碰后摆起的最大角度θ2之外,还需测量______(写出物理量的名称和符号)才能验证碰撞中的动量守恒.用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式是______. (3)2008年10月7日,日美科学家分享了当年诺贝尔物理学奖.他们曾就特定对称性破缺的起源给出了解释,并预言了一些当时还未发现的夸克.夸克模型把核子(质子和中子)看做夸克的一个集合体,且每三个夸克组成一个核子.已知质子和中子都是由上夸克u和下夸克d组成的.每种夸克都有对应的反夸克.一个上夸克u带有+
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