利用圖(a)所示的裝置驗(yàn)證動量守恒定律。在圖(a)中,氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊,滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片,左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時器(圖中未畫出)的紙帶相連;滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片,上面固定一遮光片,光電計(jì)時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間。
實(shí)驗(yàn)測得滑塊A 質(zhì)量m1=0.310kg,滑塊B的質(zhì)量m2=0.108kg,遮光片的寬度d=1.00cm;打點(diǎn)計(jì)時器所用的交流電的頻率為f=50HZ。將光電門固定在滑塊B的右側(cè),啟動打點(diǎn)計(jì)時器,給滑塊A一向右的初速度,使它與B相碰;碰后光電計(jì)時器顯示的時間為,碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示。
若實(shí)驗(yàn)允許的相對誤差絕對值最大為5℅,本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動量守恒定律?寫出運(yùn)算過程。
見解析。
解析試題分析:按定義,物體運(yùn)動的瞬時速度大小v為: ①
式中為物塊在很短時間內(nèi)走過的路程,設(shè)紙帶上打出相鄰兩點(diǎn)的時間間隔為,則
②
可視為很短;設(shè)在A碰撞前后瞬時速度大小分別為v0,v1,將②式和圖給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入①式可得: v0=2.00m/s ③
v1=0.970m/s ④
設(shè)B在碰撞后的速度大小為v2,由①式有
代入題所給的數(shù)據(jù)可得:v2=2.86m/s ⑥
設(shè)兩滑塊在碰撞前后的動量分別為P和P’,則
P=m1v0 ⑦
P’=m2v1+m2v2 ⑧
兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為
⑨
聯(lián)立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有關(guān)數(shù)據(jù),可得: ⑩
因此,本實(shí)驗(yàn)在允許的誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動量守恒定律。
考點(diǎn):驗(yàn)證動量守恒定律。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
(9分)如圖,一質(zhì)量為m的平板車左端放有質(zhì)量為M的小滑塊,滑塊與平板車之間的動摩擦因數(shù)為μ。開始時,平板車和滑塊共同以速度v0沿光滑水平面向右運(yùn)動,并與豎直墻壁發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞時間極短,且碰撞后平板車速度大小保持不變,但方向與原來相反。平板車足夠長,以至滑塊不會滑出平板車右端,重力加速度為g。求
①平板車第一次與墻壁碰撞后再次與滑塊速度相同時兩者的共同速度;
②平板車第一次與墻壁碰撞后再次與滑塊速度相同時,平板車右端距墻壁的距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示,兩位同學(xué)穿旱冰鞋,面對面站立不動,互推后向相反的方向運(yùn)動,不計(jì)摩擦阻力,下列判斷正確的是
A.互推后兩同學(xué)總動量增加 |
B.互推后兩同學(xué)動量大小相等,方向相反 |
C.分離時質(zhì)量大的同學(xué)的速度小一些 |
D.互推過程中機(jī)械能守恒 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
短道速滑接力賽中,運(yùn)動員通過身體接觸完成交接棒過程。某次比賽中運(yùn)動員甲以7m/s在前面滑行,運(yùn)動員乙以8m/s從后面追上,并用雙臂奮力將甲向前推出,完成接力過程。設(shè)甲乙兩運(yùn)動員的質(zhì)量均為60kg , 推后運(yùn)動員乙變?yōu)?m/s,方向向前,速度方向在同一直線上,則運(yùn)動員甲獲得的速度為;此接力過程(選填“可以”或“不可以”)看作彈性碰撞。
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科目:高中物理 來源: 題型:問答題
(1)下列說法正確的是( )
A.原子核發(fā)生衰變時要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律
B.α射線、β射線、γ射線都是高速運(yùn)動的帶電粒子流
C.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子
D.發(fā)生光電效應(yīng)時光電子的動能只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)
(2)如圖所示,A、B、C三個木塊的質(zhì)量均為m,置于光滑的水平桌面上,B、C之間有一輕質(zhì)彈簧,彈簧的兩端與木塊接觸而不固連.將彈簧壓緊到不能再壓縮時用細(xì)線把B和C緊連,使彈簧不能伸展,以至于B、C可視為一個整體.現(xiàn)A以初速度v0沿B、C的連線方向朝B運(yùn)動,與B相碰并黏合在一起.以后細(xì)線突然斷開,彈簧伸展,從而使C與A、B分離.已知C離開彈簧后的速度恰為v0.求彈簧釋放的勢能.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
火箭噴氣發(fā)動機(jī)每次噴出m=200g的氣體,噴出的氣體相對地面的速度為v=1000m/s,設(shè)火箭初質(zhì)量m=300kg,發(fā)動機(jī)每秒噴20次,在不考慮空氣阻力及地球引力的情況下,火箭發(fā)動機(jī)1s末的速度多大?(小數(shù)點(diǎn)后保留一位)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
冰球運(yùn)動員甲的質(zhì)量為80.0kg。當(dāng)他以5.0m/s的速度向前運(yùn)動時,與另一質(zhì)量為100kg、速度為3.0m/s的迎面而來的運(yùn)動員乙相撞。碰后甲恰好靜止。假設(shè)碰撞時間極短,求:
(1)碰后乙的速度的大;
(2)碰撞中總機(jī)械能的損失。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(10分)如圖所示,在光滑水平面上有一塊長為L的木板B,其上表面粗糙.在其左端有一個光滑的圓弧槽C與長木板接觸但不連接,圓弧槽的下端與木板的上表面相平,B、C靜止在水平面上.現(xiàn)有可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊A以初速度v0從右端滑上B并以的速度滑離B,恰好能到達(dá)C的最高點(diǎn).A、B、C的質(zhì)量均為m,
試求:① 木板B上表面的動摩擦因數(shù)μ.
②1/4圓弧槽C的半徑R.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
質(zhì)量為m的小球A在光滑水平面上以速度v0與質(zhì)量為2m的靜止小球B發(fā)生正碰后,以的速率反彈,試通過計(jì)算判斷發(fā)生的是不是彈性碰撞.
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