2.氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器,開動氣泵后滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊的運動可視為沒有摩擦.現(xiàn)用帶光電門C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來做“尋找碰撞中的守恒量”的實驗,步驟如下:
a.用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA(含遮光板)、mB(含自動鎖定裝置)
b.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平.
c.將A、B靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上(如圖).
d.給A一定的初速度,AB碰后鎖定連在一起運動
e.記下滑塊A及AB連接體分別通過光電C和D的時間t1、t2
下面為三種猜想.請你用實驗測量量寫出待驗證的最簡等式:
猜想一:系統(tǒng)的合速度為守恒量,待驗證等式:t1=t2
豬想二:系統(tǒng)的總動量為守恒量,待驗證等式:$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}}$;
猜想三:系統(tǒng)的總動能為守恒量,待驗證等式:$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}^{2}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}^{2}}$.

分析 根據(jù)經(jīng)過光電門的時間可求得物體在經(jīng)過光電門時的速度;再根據(jù)動量守恒和動能守恒的假設(shè)進(jìn)行列式化簡即可.

解答 解:要驗證速度為守恒量,應(yīng)測出碰撞前后的速度;則根據(jù)光電門規(guī)律可知,碰前速度v1=$\fracrzf93rj{{t}_{1}}$;碰后速度為:$\frac9fvxlbr{{t}_{2}}$;只需驗證:$\fraclr939lh{{t}_{1}}$=$\fracjdptn55{{t}_{2}}$即t1=t2;即可;
要驗證動量守恒,則應(yīng)為:m1v1=(m1+m2)v2;即:$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}}$;
要驗證總動能守恒;則就為:$\frac{1}{2}$m1v12=$\frac{1}{2}$(m1+m2)v22;即:$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}^{2}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}^{2}}$;
故答$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}}$;
案為:t1=t2
$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}}$
$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}^{2}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}^{2}}$

點評 本題要注意光電門的寬度沒有告訴,但是兩邊可以消去,故不需要在公式中表現(xiàn)出光電門的寬度來.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.如圖所示,傾角θ=30°,寬度L=1m的足夠長的U形平行金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強度B=1T,范圍足夠大勻強磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上,現(xiàn)用一平行導(dǎo)軌F=7.5N的恒力作用一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=1Ω、垂直導(dǎo)軌的金屬棒ab,使其由靜止沿導(dǎo)軌向上移動(ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直,不計導(dǎo)軌電阻).導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=$\frac{\sqrt{3}}{2}$,電阻R=2Ω.求:
(1)金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v及此時棒ab兩端的電勢差;
(2)若金屬棒在導(dǎo)軌上速度達(dá)到10m/s時,突然撤去F,此后金屬棒還能向上滑行,當(dāng)上升高度h=0.5m時,時速度減為0,求從撤去F到棒ab速度減為0的過程中,金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.一列簡諧波在t=0時刻的波形圖如圖中實線所示,從此刻起,經(jīng)0.1s波形圖如圖中虛線所示,若波傳播的速度為10m/s,則( 。
A.這列波沿x軸正方向傳播
B.這列波的周期T=0.4ns,其中n=1,2,3…
C.t=0時刻質(zhì)點a沿y軸正方向運動
D.從t=0時刻起質(zhì)點a經(jīng)0.2通過的路程為0.4m

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.假設(shè)兩個相同的核A與B,質(zhì)量均為2.0134u,動能均為E0,它們在不受其他力作用的情況下相向運動發(fā)生對心正碰,轉(zhuǎn)變?yōu)镃核與D粒子,且釋放的核能△E全部轉(zhuǎn)化為動能.設(shè)C核質(zhì)量為3.0151u、動能為E1,D粒子質(zhì)量為1.0087u、動能為E2,可以確定( 。
A.質(zhì)量虧損為△m=0.0030uB.E1+E2=△E
C.釋放核能△E=2E0D.E1>E2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.關(guān)于下列四幅圖說法正確的是( 。
A.
電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有粒子性
B.
發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍
C.
根據(jù)玻爾理論,氫原子的軌道半徑是任意的
D.
光電效應(yīng)實驗說明光具有粒子性

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.一列沿直線傳播的簡諧橫波,其傳播速度為80m/s,波源的振動圖象如圖所示,則這列波的波長和頻率分別為( 。
A.800m,10HzB.8m,10HzC.8m,1HzD.8m,20Hz

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.真空中有兩個靜止的點電荷,它們之間的相互作用力大小為F.若它們的帶電量都增大為原來的2倍,距離減小為原來的$\frac{1}{2}$,它們之間的相互作用力大小變?yōu)椋ā 。?table class="qanwser">A.$\frac{F}{4}$B.FC.4FD.16F

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.地球質(zhì)量為M,半徑為R,萬有引力恒量為G,發(fā)射一顆繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星,該衛(wèi)星的速度稱為第一宇宙速度.
(1)試推導(dǎo)由上述各量表達(dá)的第一宇宙速度的計算式,要求寫出推導(dǎo)依據(jù);
(2)若已知第一宇宙速度的大小為v=7.9km/s,地球半徑R=6.4×103km,萬有引力恒量G=$\frac{1}{3}$×10-10N•m2/kg2,求地球質(zhì)量(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:多選題

12.下列說法中正確的是( 。
A.光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波
B.聲波有多普勒效應(yīng)而光波沒有多普勒效應(yīng)
C.狹義相對論認(rèn)為在不同的慣性參考中一切物理規(guī)律都是相同的
D.在光的雙縫干涉實驗中,若只將入射光由綠光改為紫光,則條紋間隔變窄

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