“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示,阻力很小的滑轨上有两辆小车A、B,给小车A一定速度去碰撞静止的小车B,小车A、B碰撞前后的速度大小可由速度传感器测得。
①实验应进行的操作有_______ 。
A.测量滑轨的长度
B.测量小车的长度和高度
C.碰撞前将滑轨调成水平
②下表是某次实验时测得的数据:
由表中数据可知,碰撞后小车A、B所构成系统的总动量大小是_______ kg·m/s。(结果保留3位有效数字)
①实验应进行的操作有
A.测量滑轨的长度
B.测量小车的长度和高度
C.碰撞前将滑轨调成水平
②下表是某次实验时测得的数据:
A的质量/kg | B的质量/kg | 碰撞前A的速度大小/() | 碰撞后A的速度大小/() | 碰撞后B的速度大小/() |
0.200 | 0.300 | 1.010 | 0.200 | 0.800 |
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更新时间:2022-01-11 23:21:56
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(0.65)
【推荐1】某同学用如图所示的实验装置验证动量守恒定律,小球I的质量为,它从斜槽上某点由静止释放,离开斜槽末端时的速度记为(称为第一次操作);小球II的质量为,小球I第二次从斜槽上原位置由静止释放,跟小球II碰撞后离开斜槽末端的速度分别记为和(称为第二次操作)。实验所验证的计算式为:
(1)实验装置中重垂线的作用是______ ;
A.确定过斜槽末端的纵坐标 B.记下斜槽末端在水平面上的投影位置
(2)两个小球碰撞前后的瞬时速度是利用______ 求出的;
A.动量定理 B.动量守恒定律 C.平抛运动规律
(3)有人认为在这个实验中也可以不测量速度的具体数值。提出:通过测量小球飞出的水平距离,也可以验证动量守恒定律。该方案是______ (选填“可行”“不可行”);
(4)有人在进行第二次操作时,小球I从斜槽上释放位置比原来的低一些,其它操作都正确,则______ (选填“大于”“小于”“等于”);
(5)如果在第二次操作时,发现在第一次操作中,斜槽的末端是不水平的,有些向上倾斜,于是把它调为水平,然后让小球在斜槽上原标记位置滚下进行第二次操作,分析时仍然和第一次操作的数据进行比较,其它实验操作都正确,且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计。则______ (选填“大于”“小于”“等于”),简要说明理由_________ 。
(1)实验装置中重垂线的作用是
A.确定过斜槽末端的纵坐标 B.记下斜槽末端在水平面上的投影位置
(2)两个小球碰撞前后的瞬时速度是利用
A.动量定理 B.动量守恒定律 C.平抛运动规律
(3)有人认为在这个实验中也可以不测量速度的具体数值。提出:通过测量小球飞出的水平距离,也可以验证动量守恒定律。该方案是
(4)有人在进行第二次操作时,小球I从斜槽上释放位置比原来的低一些,其它操作都正确,则
(5)如果在第二次操作时,发现在第一次操作中,斜槽的末端是不水平的,有些向上倾斜,于是把它调为水平,然后让小球在斜槽上原标记位置滚下进行第二次操作,分析时仍然和第一次操作的数据进行比较,其它实验操作都正确,且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计。则
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实验题
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(0.65)
名校
【推荐2】如图所示,用碰撞实验器可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:先安装好实验装置,在水平面上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,在白纸上记录下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在水平面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置P点;
步骤2:把小球2放在斜槽末端B点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置M、N点;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N到O点的距离,即OM、OP、ON的长度。
(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是______ 。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.小球1的质量应大于小球2的质量
(2)上述实验除需测量OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有______ 。
A.B点距地面的高度h
B.小球1和小球2的质量、
C.小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式_______ 用实验所测物理量的字母表示时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式_____ 用实验所测量物理量的字母表示时,即说明两球碰撞时无机械能损失。
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在水平面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置P点;
步骤2:把小球2放在斜槽末端B点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置M、N点;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N到O点的距离,即OM、OP、ON的长度。
(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.小球1的质量应大于小球2的质量
(2)上述实验除需测量OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有
A.B点距地面的高度h
B.小球1和小球2的质量、
C.小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)为完成此实验,以下提供的测量工具中,本实验必须使用的是______
①天平 ②秒表 ③刻度尺 ④打点计时器
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
(2)关于本实验,下列说法中正确的是______ 。
A.同一组实验中,入射小球不必从同一位置由静止释放
B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C.轨道倾斜部分必须光滑,轨道末端必须水平
(3)图1中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP。然后,把被碰小球静置于轨道的水平部分末端,仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放,与被碰小球相碰,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为M、N。已得知入射小球和被碰小球的质量、,实验中还需要测量的有_______ 。
A.小球抛出点距地面的高度H
B.入射小球开始的释放高度h
C.两球相碰后的平抛射程OM、ON
(4)在某次实验中,记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上,在实验误差允许范围内,若满足关系式________ ,则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒[用⑶中测量的量表示]。
(5)某同学在上述实验中更换了两个小球的材质,且入射小球和被碰小球的质量关系为,其它条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图2所示。他将米尺的零刻线与O点对齐,测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现,两小球在碰撞前后动量是守恒的。根据上一问的结论,由于质量之比为2:1,那么上式就有:,以下分析正确的是______ 。
A.M点只能是本图中的A点,即被碰小球碰撞后的落地点
B.N点是本图中的B点,即入射小球碰撞后的落地点
C.P点是此图中的C点,即未放被碰小球,入射小球的落地点
(1)为完成此实验,以下提供的测量工具中,本实验必须使用的是
①天平 ②秒表 ③刻度尺 ④打点计时器
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
(2)关于本实验,下列说法中正确的是
A.同一组实验中,入射小球不必从同一位置由静止释放
B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C.轨道倾斜部分必须光滑,轨道末端必须水平
(3)图1中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP。然后,把被碰小球静置于轨道的水平部分末端,仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放,与被碰小球相碰,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为M、N。已得知入射小球和被碰小球的质量、,实验中还需要测量的有
A.小球抛出点距地面的高度H
B.入射小球开始的释放高度h
C.两球相碰后的平抛射程OM、ON
(4)在某次实验中,记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上,在实验误差允许范围内,若满足关系式
(5)某同学在上述实验中更换了两个小球的材质,且入射小球和被碰小球的质量关系为,其它条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图2所示。他将米尺的零刻线与O点对齐,测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现,两小球在碰撞前后动量是守恒的。根据上一问的结论,由于质量之比为2:1,那么上式就有:,以下分析正确的是
A.M点只能是本图中的A点,即被碰小球碰撞后的落地点
B.N点是本图中的B点,即入射小球碰撞后的落地点
C.P点是此图中的C点,即未放被碰小球,入射小球的落地点
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】某同学利用两个半径相同的摆球,来验证摆球碰撞过程中的动量守恒。
(1)测得两小球的质量分别为、,将小球用细线悬挂于水平支架上,悬点位于同一水平面,如图所示;
(2)将坐标纸竖直固定在摆球摆动平面后方,使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为d的正方形。将小球向右拉至某一位置A点,由静止释放,使小球在最低点与小球发生水平方向的正碰,在垂直坐标纸方向用手机高速连拍;
(3)分析连拍照片可得出,两小球在最低点碰撞后,小球反弹到达的最高位置为B点,小球向左摆动的最高位置为C点。已知重力加速度为g,则碰前球1的动量大小为___________ 。若满足关系式___________ ,则验证碰撞过程中动量守恒;
(4)若将坐标纸换成量角器,则可测量出A、B、C三个位置对应的细线与竖直方向的夹角分别为、、,此时满足关系式___________ ,即可验证碰撞过程中动量守恒。
(1)测得两小球的质量分别为、,将小球用细线悬挂于水平支架上,悬点位于同一水平面,如图所示;
(2)将坐标纸竖直固定在摆球摆动平面后方,使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为d的正方形。将小球向右拉至某一位置A点,由静止释放,使小球在最低点与小球发生水平方向的正碰,在垂直坐标纸方向用手机高速连拍;
(3)分析连拍照片可得出,两小球在最低点碰撞后,小球反弹到达的最高位置为B点,小球向左摆动的最高位置为C点。已知重力加速度为g,则碰前球1的动量大小为
(4)若将坐标纸换成量角器,则可测量出A、B、C三个位置对应的细线与竖直方向的夹角分别为、、,此时满足关系式
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实验题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】如图所示气垫是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在轨道上,滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.调整气垫轨道,使导轨处于水平;
b.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
c.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间和;
d.用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离、滑块B的右端到D挡板的距离.
(1)试验中还应测量的物理量是_____ ;
(2)利用上述过程测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是_____ ;
(3)利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是____ .
a.调整气垫轨道,使导轨处于水平;
b.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
c.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间和;
d.用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离、滑块B的右端到D挡板的距离.
(1)试验中还应测量的物理量是
(2)利用上述过程测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是
(3)利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是
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