題目列表(包括答案和解析)
用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗證動量守恒定律,實驗裝置如圖10所示,斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實驗裝置,在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復(fù)寫紙,記下重錘線所指的位置O。接下來的實驗步驟如下:
步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下,并落在地面上。重復(fù)多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點圈在里面,認(rèn)為其圓心就是小球落點的平均位置;
步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣處的C點,讓小球1從A點由靜止?jié)L下,使它們碰撞。重復(fù)多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點的平均位置;
步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離,即線段OM、OP、ON的長度。
①在上述實驗操作中,下列說法正確的是___________
A.小球1的質(zhì)量一定大于球2的質(zhì)量,小球1的半徑可以大于小球2的半徑
B.將小球靜止放置在軌道末端看小球是否滾動來檢測斜槽軌道末端是否水平
C.小球在斜槽上的釋放點應(yīng)該越高越好,可樣碰前的速度大,測量誤差會小
D.復(fù)寫紙鋪在白紙的上面,實驗過程中復(fù)寫紙可以隨時拿起看印跡是否清晰并進(jìn)行移動
②以下提供的器材中,本實驗必需的有( )
A.刻度尺 B.游標(biāo)卡尺 C.天平 D.秒表
③設(shè)球1的質(zhì)量為m1,球2的質(zhì)量為m2,MP的長度為l1,ON的長度為l2,則本實驗驗證動量守恒定律的表達(dá)式為________________________,即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。
④完成實驗后,實驗小組對上述裝置進(jìn)行了如圖11所示的改變:(I)在木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙,并將木板豎直立于靠近槽口處,使小球A從斜槽軌道上某固定點C由靜止釋放,撞到木板并在白紙上留下痕跡O;(II)將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定,再使小球A從原固定點C由靜止釋放,撞到木板上得到痕跡P;(III)把半徑相同的小球B 靜止放在斜槽軌道水平段的最右端,讓小球A仍從原固定點由靜止開始滾下, 與小球B 相碰后,兩球撞在木板上得到痕跡 M和 N;(IV)用刻度尺測量紙上O點到M、P、N 三點的距離分別為y1、y2、y3。請你寫出用直接測量的物理量來驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達(dá)式: 。(小球A、B的質(zhì)量分別為m1、m2)
一、選擇題
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
D
B
B
C
B
AD
BD
AD
CD
二、實驗題
10.B;BD;細(xì)線與水平軌道平面的夾角 θ ;tanθ;
11.(1)步驟B是錯誤的。應(yīng)該接到電源的交流輸出端。
步驟C是錯誤的。應(yīng)該先接通電源,待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶。
(2)
(3)重錘的質(zhì)量m ,
三、計算題
12.;
13、 解析:由功能關(guān)系可知:力做的功等于A的動能的增
加和重力勢能的增加,即
物塊從A點到B點,上升的高度
繩子在力F方向移動的距離
代入數(shù)據(jù),由以上幾式解得:
13.(1)小球從ABC軌道下滑,機械能守恒,設(shè)到達(dá)C點時的速度大小為。則: …
小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運動,在圓周最高點必須滿足:
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得:
(2)若,小球過C點后做平拋運動,設(shè)球經(jīng)C點時的速度大小為,則擊中E點時:
豎直方向: 水平方向:
由機械能守恒有:
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得 .
16. 質(zhì)點的運動可分為三個過程:
第一過程:質(zhì)點做平拋運動。設(shè)繩即將伸直時,繩與豎直方向的夾角為,如圖30所示,則,
,其中
聯(lián)立解得。
第二過程:繩繃直過程。繩棚直時,繩剛好水平,如圖30所示.由于繩不可伸長,故繩繃直時,V0損失,質(zhì)點僅有速度V⊥,且。
第三過程:小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。設(shè)質(zhì)點到達(dá)O點正下方時,速度為V′,根據(jù)機械能守恒守律有:
設(shè)此時繩對質(zhì)點的拉力為T,則,聯(lián)立解得:。
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