由動量守恒定律 (左) 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

為了驗證動量守恒定律(探究碰撞中的不變量),某同學選取了兩個材質(zhì)相同,體積不等的立方體滑塊A和B,按下述步驟進行實驗:
步驟1:在A、B的相撞面分別裝上尼龍拉扣,以便二者相撞以后能夠立刻結為整體;
步驟2:安裝好實驗裝置如圖甲,鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽,右端是長直水平槽,傾斜槽和水平槽由一小段弧連接,軌道槽被固定在水平桌面上,在軌道槽的側面與軌道等高且適當遠處裝一臺數(shù)碼頻閃照相機;
步驟3:讓滑塊B靜置于水平槽的某處,滑塊A從斜槽某處由靜止釋放,同時開始頻閃拍攝,直到A、B停止運動,得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片;
步驟4:多次重復步驟3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出來,將刻度尺緊靠照片放置,如圖乙所示.
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(1)由圖分析可知,滑塊A與滑塊B碰撞發(fā)生的位置
 

①在P5、P6之間
②在P6
③在P6、P7之間
(2)為了探究碰撞中動量是否守恒,需要直接測量或讀取的物理量是
 

①A、B兩個滑塊的質(zhì)量m1和m2
②滑塊A釋放時距桌面的高度
③頻閃照相的周期
④照片尺寸和實際尺寸的比例
⑤照片上測得的S45、S56和S67、S78
⑥照片上測得的S34、S45、S56和S67、S78、S89
⑦滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)
寫出驗證動量守恒的表達式
 

(3)請你寫出一條有利于提高實驗準確度或改進實驗原理的建議:
 

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(1)“驗證動量守恒定律”的實驗中,入射小球m1=15g,原來靜止的被碰小球m2=10g,由實驗測得它們在碰撞前后的x-t圖象如圖1,可知入射小球碰撞前的m1v1
 
,入射小球碰撞后的m1v1′是
 
,被碰小球碰撞后的m2v2'是
 
.由此得出結論
 

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(2)某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗.氣墊導軌裝置如圖2所示,所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向導軌空腔內(nèi)不斷通入壓縮空氣,空氣會從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差.
(3)下面是實驗的主要步驟:
①安裝好氣墊導軌,調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導軌水平;
②向氣墊導軌通入壓縮空氣;
③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側,將紙帶穿過打點計時器這彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點計時器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動時,紙帶始終在水平方向;
④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩;
⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間;
⑥先
 
,然后
 
,讓滑塊帶動紙帶一起運動;
⑦取下紙帶,重復步驟④⑤⑥,選出理想的紙帶如下圖所示;精英家教網(wǎng)
⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量310g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g.試完善實驗步驟⑥的內(nèi)容.
(4)已知打點計時器每隔0.02s打一個點,計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為
 
kg?m/s;兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為
 
kg?m/s,設碰撞后粘在一起運動(保留三位有效數(shù)字).
(5)試說明(4)中兩結果不完全相等的主要原因是
 

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在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,質(zhì)量為m=1kg的重物自由下落,在紙帶上打出一系列的點,如圖所示(相鄰計數(shù)點時間間隔為0.04s),單位為cm,那么:
(1)紙帶的
端與重物相連(填“左”或“右”)
(2)打點計時器打下計數(shù)點B時,物體的速度vB=
4.25m/s
4.25m/s

(3)從起點O到打下計數(shù)點B的過程中物體重力勢能的減少量△EP=
2.28J
2.28J
,此過程中物體的動能的增加量△Ek=
2.26J
2.26J
.(g取9.8m/s2
(4)通過計算,數(shù)值上△Ek
△EP(填“>”、“=”、“<”),這是因為
重物下落過程中受到阻力作用
重物下落過程中受到阻力作用

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在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,已知打點計時器所用電源的周期是0.02s,重錘的質(zhì)量為1.00kg,實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示,把第一個點記作O,另選連續(xù)的3個點B、C、D作為測量點.經(jīng)測量知道B、C、D各點到O點的距離分別為62.86cm、70.03cm、77.60cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知重物由O點運動到C點,動能的增加量等于
6.79
6.79
J(取3位有效數(shù)字),紙帶的
端連接重物(選填:“左”、“右”).

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在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落,帶動紙帶打出一系列的點,如圖所示.相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.02s;(g=9.8m/s2,計算結果小數(shù)點后保留2位有效數(shù)字)
(1)紙帶的
(填“左”或“右”)端與重物相連;
(2)打點計時器打下計數(shù)點B時,物體的速度vB=
1.76
1.76
 m/s;
(3)從起點O到打下計數(shù)點B的過程中物體的動能增加量△EK=
1.55
1.55
 J,勢能減少量△EP=
1.56
1.56
 J;
(4)通過計算發(fā)現(xiàn),數(shù)值上△EK
△EP(填“>”,“=”或“<”),這是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用.我們可以通過該實驗裝置測定該阻力的大小,方法如下:先通過紙帶測得下落的加速度a=
9.5
9.5
 m/s2.再根據(jù)牛頓第二定律計算出重錘在下落的過程中受到的平均阻力f=
0.3
0.3
 N.

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