(1)實(shí)驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行的操作有 。
A.測量滑軌的長度
B.測量小車的長度和高度
C.碰撞前將滑軌調(diào)成水平
(2)下表是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)測得的數(shù)據(jù):
由表中數(shù)據(jù)可知,碰撞后小車A、B所構(gòu)成系統(tǒng)的總動量大小是 kg·m/s。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
2.(2024廣東廣州期末)如圖所示,在研究“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,先讓A球從斜槽軌道上某一固定位置S由靜止開始滾下,從軌道末端水平拋出,落到位于水平地面的復(fù)寫紙上,在復(fù)寫紙下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡,P為平均落點(diǎn)。再把B球放在斜槽軌道末端,讓A球仍從位置S由靜止?jié)L下,與B球碰撞后,分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡,重復(fù)操作10次。M為A球的平均落點(diǎn),N為B球的平均落點(diǎn),O點(diǎn)是軌道末端在白紙上的豎直投影點(diǎn)。
(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),下列說法正確的是 。
A.斜槽軌道可以不光滑
B.斜槽軌道末端的切線必須水平
C.上述實(shí)驗(yàn)過程中白紙不能移動
D.兩小球A、B半徑相同,A的質(zhì)量可以小于B的質(zhì)量
(2)設(shè)A球質(zhì)量為m1,B球質(zhì)量為m2,測量可知lOP=4lOM,lON=6lOM,若碰撞過程動量守恒,則A球質(zhì)量m1和B球質(zhì)量m2之比為 。
(3)若A球質(zhì)量m1是B球質(zhì)量m2的4倍,兩球發(fā)生的是彈性碰撞,則lOM和lON之比為 。
3.在學(xué)校開展的一次科技活動中,某同學(xué)為了用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守恒定律,他設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),裝置如圖甲所示,他在長木板右端墊著薄木片平衡摩擦力后,再在小車A后面連上紙帶,前端粘有強(qiáng)力雙面膠,然后推動小車A使之做勻速直線運(yùn)動,到達(dá)長木板下端時(shí)與原來靜止的小車B發(fā)生碰撞并粘合在一起繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為f。
甲
乙
(1)選擇一條比較理想的紙帶,每間隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離標(biāo)在紙帶上(如圖乙所示),A點(diǎn)為運(yùn)動的起點(diǎn),則應(yīng)選 段來計(jì)算小車A碰撞前的速度,應(yīng)選 段來計(jì)算小車A和小車B碰后的共同速度(以上兩空均選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。
(2)小車A的質(zhì)量為m1,小車B的質(zhì)量為m2,則碰撞前兩小車的總動量為p1= ,碰撞后兩小車的總動量p2= (用m1、m2、x1、x2、x3、x4和f表達(dá))。
4.(2024廣東汕頭期中)在“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用如圖所示的裝置進(jìn)行了如下的操作:
①先調(diào)整斜槽軌道,使末端的切線水平,在一塊平木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙,并將該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(diǎn)處由靜止釋放,撞到木板并在白紙上留下痕跡O;
②將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x,再使小球a從原固定點(diǎn)由靜止釋放,撞在木板上并在白紙上留下痕跡B;
③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(diǎn)由靜止釋放,和小球b相碰后,兩球撞在木板上并在白紙上留下痕跡A和C;
④用天平測量a、b兩小球的質(zhì)量分別為ma、mb,用刻度尺測量白紙上O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的距離分別為y1、y2和y3。
(1)小球a下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力,這對實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (選填“會”或“不會”)產(chǎn)生影響。
(2)兩小球的質(zhì)量關(guān)系:ma (選填“>”“
(3)
解析 (1)小球a下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力,不會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差,只要保證小球從靜止釋放到達(dá)最低點(diǎn)的速度相等即可,斜槽不一定需要光滑。
(2)為使小球a碰撞小球b后不反彈,應(yīng)使ma>mb。
(3)設(shè)木板向右移動的距離為L,小球a單獨(dú)平拋時(shí)
L=vt
y2=gt2
小球a與小球b碰撞后,小球a做平拋運(yùn)動,則有
L=v1t1
y3=
小球b做平拋運(yùn)動
L=v2t2
y1=
驗(yàn)證兩小球碰撞過程中動量守恒,即驗(yàn)證
mav=mav1+mbv2
聯(lián)立解得。
5.答案 (1)B
(2)14.8
(3)
(4)圖見解析
解析 (1)測得通過光電門1的時(shí)間大于通過光電門2的時(shí)間,說明滑軌沒在水平線上,滑塊A做加速運(yùn)動,因此應(yīng)該調(diào)高左側(cè)底座旋鈕,使滑軌水平,故選B;
(2)游標(biāo)卡尺主尺刻度為14mm,游標(biāo)尺第8刻度與主尺某一刻度對齊,故游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d=14mm+0.1×8mm=14.8mm。
(3)根據(jù)動量守恒可得m1v1=m2v2-m1v3,通過光電門時(shí)的速度v=,故驗(yàn)證動量守恒的表達(dá)式為;
(4)根據(jù)表格數(shù)據(jù)作出m2-Δt2圖像如圖所示。
6.答案 (1)mA=mB
(2)
(3)用量角器測量角度時(shí)測量不準(zhǔn)確可能會帶來誤差;小球爆炸后運(yùn)動過程中存在空氣阻力,可能會影響角度的大小
解析 (1)設(shè)繩長為L,爆炸后對A、B球由動能定理得
-mAg(L-Lcsα)=0-mA,-mBg(L-Lcsβ)=0-mB
由動量守恒定律得
mAv1=mBv2
聯(lián)立解得
mA=mB。
(2)整理mA=mB可得
1-csα=(1-csβ)
所以(1-csα)-(1-csβ)圖像的斜率
k=
則A、B兩球的質(zhì)量之比為
。
(3)若本次實(shí)驗(yàn)存在一定的誤差,可能的原因有,用量角器測量角度時(shí)測量不準(zhǔn)確可能會帶來誤差;爆炸后小球運(yùn)動過程中存在空氣阻力,可能會影響角度的大小。
A的質(zhì)量/kg
B的質(zhì)量/kg
碰撞前A的速度大小/(m·s-1)
碰撞后A的速度大小/(m·s-1)
碰撞后B的速度大小/(m·s-1)
0.200
0.300
1.010
0.200
0.800
m2/g
200
210
220
230
240
Δt2/10-3 s
9.3
9.6
9.8
10.1
10.4

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