【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。

(1)若球1的質(zhì)量為m1,半徑為r1; 球2的質(zhì)量為m2,半徑為r2,為完成實驗需滿足_______________(填字母代號)

A.m1>m2,r1>r2 B.m1>m2,r1<r2

C.m1>m2,r1=r2 D.m1<m2,r1=r2

(2)圖3中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時,先讓球1多次從斜軌上A 點由靜止釋放,找到平均落地點的位置P。然后,把球2靜置于軌道的水平部分邊緣位置B點, 再將球1從斜軌上A點由靜止釋放,使它們碰撞,重復(fù)多次,并找到碰撞后兩球落點的平均位置M 、N。在以下選項中,哪些是本次實驗必須進(jìn)行的測量? _______(填字母代號)。

A.水平軌道上未放球2時,測量球1落點位置P到0點的距離OP

B.球1和球2相碰后,測得落點位置M、N到0點的距離0M、0N

C.測量球1和球2的直徑

D.測量球1和球2的質(zhì)量m1、m2

E.測量球1開始釋放的髙度h

F.測量球拋出點距地面的高度H

(3)若兩球相碰前后的動量守恒,其表達(dá)式可表示為_______________________(用(2)中測量的量表示);若碰撞是彈性碰撞,那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為_________________(用(2)中測量的量表示)。

(4)若m1=45.0g、m2=9.0g,OP=46.20cm.則ON可能的最大值為____________cm.

【答案】 C ABD 77/77.0

【解析】1為保證兩球發(fā)生對心正碰,兩球的半徑應(yīng)相等,為防止碰撞后入射球反彈,入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量,故選AC;

2小球離開軌道后做平拋運動,由于小球做平拋運動時拋出點的高度h相同,則它們在空中的運動時間t相等,驗證碰撞中的動量守恒,需要驗證,則: ,由圖所示可知,需要驗證: ,因此實驗需要測量的量有:①入射小球的質(zhì)量,②被碰小球的質(zhì)量,③入射小球碰前平拋的水平位移,④入射小球碰后平拋的水平位移,⑤被碰小球碰后平拋的水平位移,ABD正確

(3)根據(jù)(2)可知需要驗證: ,若碰撞是彈性碰撞,動能是守恒的,則有: ,即

(4)發(fā)生彈性碰撞時,被碰小球獲得速度最大,根據(jù)動量守恒的表達(dá)式是,由,聯(lián)立解得: ,根據(jù)可得最大射程為: ;

練習(xí)冊系列答案
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A. 下一次的木星沖日時間肯定在2018

B. 下一次的木星沖日時間肯定在2017

C. 木星運行的加速度比地球的大

D. 木星運行的周期比地球的小

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B. A點與C點的線速度相同

C. B點與C點的角速度相同

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B. x=11m時大于人的重力

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D. x=21m時等于人的重力

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實驗步驟:

用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力,記作G;

將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上,通過水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連,如圖甲所示。在A端向右拉動木板,待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后,將讀數(shù)記作F;

改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量,重復(fù)步驟①②;

實驗數(shù)據(jù)如下表所示:

G/N

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

F/N

0.59

0.83

0.99

1.22

1.37

1.61

如圖乙所示,將木板固定在水平桌面上,滑塊置于木板上左端C處,細(xì)繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接,保持滑塊靜止,測量重物P離地面的高度h

滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的D點(未與滑輪碰撞),測量C、D間的距離S

完成下列作圖和填空:

1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出圖線;

2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù) (保留2位有效數(shù)字);

3)滑塊最大速度的大小 (用h、s、和重力加速度g表示);

4)實驗過程中是否需勻速拉動木板? (填)。

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