某同學用如下圖裝置做驗證動量守恒的實驗,先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止,讓a球仍從原固定點靜止開始滾下,a和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次.
(1)本次實驗必須測量的物理量有以下那些?
BE
BE

A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H     
B.小球的質(zhì)量ma,mb
C.小球a,b的半徑r       
D.小球離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t      
E.記錄紙上O點到ABC個點的距離OA,OB,OC      
F.a(chǎn)球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差
(2)小球a,b的質(zhì)量ma,mb應(yīng)該滿足的關(guān)系是
ma>mb
ma>mb

(3)按照本實驗方法,驗證動量守恒的表達式是
ma×OB=ma×OA+mb×OC
ma×OB=ma×OA+mb×OC
分析:(1)為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變,故必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量.
(2)(3)小球a和小球b相撞后,小球b的速度增大,小球a的速度減小,都做平拋運動,由平拋運動規(guī)律不難判斷出各自做平拋運動的落地點,根據(jù)平拋運動的特點求出碰撞前后兩個小球的速度,根據(jù)動量的公式列出表達式,代入數(shù)據(jù)看碰撞前后的動量是否相等.
解答:解:(1)要驗證動量守恒,就需要知道碰撞前后的動量,所以要測量兩個小球的質(zhì)量及碰撞前后小球的速度,碰撞前后小球都做平拋運動,速度可以用水平位移代替.
所以需要測量的量為:小球a、b的質(zhì)量ma、mb,記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC,因此BE正確.
(2)在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有:mav0=mav1+mbv2
在碰撞過程中動能守恒故有:
1
2
mav02=
1
2
mav12+
1
2
mbv22
解得:v1=
ma-mb
ma+mb
v0

要碰后a的速度v1>0,即:ma-mb>0,ma>mb
(3)B為碰前入射小球落點的位置,A為碰后入射小球的位置,C為碰后被碰小球的位置,三個小球平拋運動時間相同,因此碰撞前后速度為:
碰撞前a的速度:v1=
OB
t

碰撞后a的速度:v2=
OA
t

碰撞后b的速度:v3=
OC
t

若mav1=mbv3+mav2則表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒,整理得:
ma×OB=ma×OA+mb×OC.
故答案為:(1)BE,(2)ma>mb,(3)ma×OB=ma×OA+mb×OC.
點評:明確實驗原理和具有的數(shù)據(jù)處理,同時掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關(guān)系,是解決本題的關(guān)鍵.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

某同學用如圖所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動.實驗步驟如下:
a.安裝好實驗器材.
b.接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動,重復(fù)幾次.選出一條點跡比較清晰的紙帶,舍去開始密集的點跡,從便于測量的點開始,每兩個打點間隔取一個計數(shù)點,如下圖中0、1、2、…、6點所示.
c.測量1、2、3、…、6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離,分別記為s1、s2、s3、…、s6
d.通過測量和計算,該同學判斷出小車沿平板做勻變速直線運動.
e.分別計算出s1、s2、s3、…、s6與對應(yīng)時間的比值
s1
t1
,
s2
t2
s3
t3
, …
s6
t6

f.以
s
t
為縱坐標、t為橫坐標,標出
s
t
與對應(yīng)時間t的坐標點,畫出
s
t
-t圖象.

結(jié)合上述實驗步驟,請你完成下列任務(wù):
①實驗中,除打點計時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列的器材中,必須使用的有
AC
AC
(填選項代號).
A.電壓合適的50Hz交流電源
B.電壓可調(diào)的直流電源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
F.重錘
②該同學利用實驗得到的數(shù)據(jù)在圖中已標出各個計數(shù)點對應(yīng)的坐標,請你在該圖中畫出
s
t
-t圖象.
③根據(jù)
s
t
-t圖象判斷,在打0計數(shù)點時,小車的速度v0=
0.16~0.2
0.16~0.2
m/s;它在斜面上運動的加速度a=
2.40~2.50
2.40~2.50
m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗,主要步驟如下:
A.在桌面上放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上;
B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點,在橡皮條的另一端拴上兩條細繩,細繩的另一端系著繩套;
C.將兩只彈簧測力計通過細繩互成角度地拉橡皮條,使繩與橡皮條的結(jié)點達到某一位置O,記下O點的位置,讀出兩個彈簧測力計的示數(shù);
D.按選好的標度,用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示,并用平行四邊形定則作出合力F′;
E、用一個彈簧測力計,通過細繩套拉橡皮條使其伸長,讀出彈簧測力計的示數(shù),記下細繩的方向,按同一標度作出這個力F的圖示;
F.比較力F′與F的大小和方向.
上述步驟中:
①有重要遺漏內(nèi)容的步驟序號中
C
C
E
E
;遺漏內(nèi)容分別是
記下兩條細繩的方向
記下兩條細繩的方向
使橡皮條伸長到O點.
使橡皮條伸長到O點.

②若他將遺漏內(nèi)容補上后,如圖(a)所示,是他利用坐標紙記下的橡皮筋結(jié)點位置O點及兩彈簧測力計拉力的大小,試在圖(a)中作出無實驗誤差情況下F1和F2的合力圖示,并用F′表示此力.
③圖(b)是甲和乙兩位同學分別做以上實驗時得到的結(jié)果,其中哪一個比較符合實驗事實?(力F是只用一只彈簧測力計拉時的圖示)
A
A
(填A(yù)或B).

(2)①某同學用如圖所示裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗,若他在圖示狀態(tài)下開始做實驗,請指出圖中的主要錯誤是(至少寫兩項):
應(yīng)將電池改為交流電
應(yīng)將電池改為交流電
、
沒有平衡摩擦力
沒有平衡摩擦力

②該同學要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持
拉力F
拉力F
;若該同學要探究加速度a和拉力F關(guān)系,應(yīng)該保持
質(zhì)量M
質(zhì)量M
不變;
③他在實驗中得到如下圖所示紙帶,紙帶上的計數(shù)點用A、B、C、D、E表示.根據(jù)圖上數(shù)據(jù),小車經(jīng)過B點時的速度是
6.0×10-2
6.0×10-2
m/s.(相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s)(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

㈠(1)某學生用螺旋測微器在測定某一金屬絲的直徑時,測得的結(jié)果如下圖1所示,則該金屬絲的直徑d=
3.206
3.206
mm.另一位學生用游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測一工件的長度,測得的結(jié)果如圖所2示,則該工件的長度L=
5.015
5.015
cm.
(2)如圖3是某同學用打點計時器做的“研究小車的勻變速直線運動”實驗時打出的一條紙帶,A、B、C、D、E為該同學在紙帶上選的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出.
由圖3可知:打點計時器打下D點時小車的瞬時速度為
0.34
0.34
m/s,小車的加速度為
0.4
0.4
 m/s2
㈡、為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞(碰撞過程中沒有機械能損失),某同學選取了兩個體積相同,質(zhì)量不等的小球,按下述步驟做了如下實驗:
①用天平測出兩小球的質(zhì)量分別為m1 和m2,且 m1>m2
②按照如圖4所示的那樣,安裝好實驗裝置.將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端點的切線水平.并與斜面BC連接在斜槽末端.
③先不放小球m2,讓小球m1 從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,記下小球在斜面上的落點位置.
④將小球m2 放在斜槽前端邊緣處,讓小球m1從斜槽頂端A處滾下,使它們發(fā)生碰撞.記下小球m1和小球m2在斜面上的落點置.
⑤用毫米刻度尺量出各落點位置到斜槽末端點B的距離.圖4中D、E、F點是該同學記下的小球在斜面上的幾個落點位置,到B點的距離分別為LD,LE,LF
根據(jù)該同學的實驗,回答下列問題:
(1)小球m1與m2發(fā)生碰撞后,m1的落點是圖中的點
D
D
,m2的落點是圖中的點
F
F

(2)用測得的物理量來表示,只要滿足關(guān)系式
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
,則說明碰撞中動量是守恒的.
(3)用測得的物理量來表示,只要再滿足關(guān)系式
m1LE=m1LD+m2LF
m1LE=m1LD+m2LF
,則說明兩小球的碰撞時彈性碰撞.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)如圖所示,是用落體法驗證機械能守恒定律的實驗裝置,請回答下列問題:
①從下列器材中選出實驗所必須的,其編號為
ABD
ABD

A.打點計時器(含紙帶);  B.重錘; C.天平; D.毫米刻度尺;  E.秒表.
②實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力,使重錘獲得的動能往往
小于
小于
它所減小的重力勢能(填大于、小于或等于).
③如果以v2/2為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出v2/2-h圖線是一條通過坐標原點的傾斜直線,該線的斜率是
重力加速度
重力加速度

(2)某同學用如圖所示的裝置來探究動能定理.

①實驗時為了保證小車受到的合力與鉤碼的總重力大小基本相等,鉤碼的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是
鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
,實驗時首先要做的步驟是
平衡摩擦力
平衡摩擦力

②掛上適當?shù)你^碼后小車開始做勻加速直線運動,用打點計時器在紙帶上記錄其運動情況.下圖是實驗時得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點.本實驗?zāi)軠y出的物理量有:小車的質(zhì)量M,鉤碼的總質(zhì)量m,各計數(shù)點間的距離△xn.已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T,重力加速度為g.則打點計時器打出B點時小車的速度為
x1+△x2
2T
x1+△x2
2T
,小車合外力的功與動能變化間的關(guān)系式為
mg(△x3+△x4)=
1
2
M(
x4+△x5
2T
)
2
-
1
2
M(
x2+△x3
2T
)
2
mg(△x3+△x4)=
1
2
M(
x4+△x5
2T
)
2
-
1
2
M(
x2+△x3
2T
)
2

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