如图所示,某实验小组同学用“碰撞实验器”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。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但小组同学通过测量其他物理量间接地解决了这个问题。
a.本实验必须满足的条件是__________ 。
A.两小球质量必须相等
B.斜槽轨道必须是光滑的
C.轨道末端必须是水平的
b.实验中除了测两个小球质量外,仅测量__________ (填选项前的符号)就可以达到解决问题的目的。
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
D.小球做平抛运动的时间
c.请你写出小组同学解决问题的依据和思路:__________ 。
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量OP长度;然后,让被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射球从斜轨上S位置静止释放,与小球相碰,并多次重复,分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N,分别测量OM、ON长度。最后用天平测量两个小球的质量分别为、。
a.若两球相碰前后的动量守恒,其表达式为__________ (用测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为__________ (用测量的量表示)。
b.若实验中记录完平均落地点P后,小组中某同学发现斜槽末端有些向上倾斜;此时他将其调整为水平(斜槽末端离地高度H不变),然后继续进行后面操作,依然按照原来的方法分析数据。如果该小组同学的其他操作都正确,且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可以忽略不计,请你分析说明该实验可能会出现的结果__________ 。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但小组同学通过测量其他物理量间接地解决了这个问题。
a.本实验必须满足的条件是
A.两小球质量必须相等
B.斜槽轨道必须是光滑的
C.轨道末端必须是水平的
b.实验中除了测两个小球质量外,仅测量
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
D.小球做平抛运动的时间
c.请你写出小组同学解决问题的依据和思路:
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量OP长度;然后,让被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射球从斜轨上S位置静止释放,与小球相碰,并多次重复,分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N,分别测量OM、ON长度。最后用天平测量两个小球的质量分别为、。
a.若两球相碰前后的动量守恒,其表达式为
b.若实验中记录完平均落地点P后,小组中某同学发现斜槽末端有些向上倾斜;此时他将其调整为水平(斜槽末端离地高度H不变),然后继续进行后面操作,依然按照原来的方法分析数据。如果该小组同学的其他操作都正确,且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可以忽略不计,请你分析说明该实验可能会出现的结果
更新时间:2023-04-27 22:49:17
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【推荐1】某物理兴趣小组发现直接利用“落体法”进行验证机械能守恒定律实验时,由于物体下落太快,实验现象稍纵即逝。为了让实验时间得以适当延长,他们设计了如图甲所示的实验方案,把质量分别为m1、m2(m1>m2)的两物体通过一根跨过定滑轮(质量可忽略)的细线相连接,m2的下方连接在穿过打点计时器的纸带上。先让两物体在外力作用下保持静止状态,然后开启打点计时器,待打点计时器打点稳定后再释放物体m1和m2。
(1)在实验过程中,下列说法正确的是______ 。
A.实验时应先释放纸带再接通打点计时器的电源
B.实验时纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C.打点计时器、天平和刻度尺是本实验中必须使用的测量仪器
D.实验中重物的质量大小不影响实验误差
(2)图乙是一条较为理想的实验纸带,O点是打点计时器打下的第一个点,计数点间的距离如图乙所示。两相邻计数点间时间间隔为T,重力加速度为g(题中所有物理量符号都用国际单位)。
①在纸带上打下记数点“5”时物体的速度大小为v5=______ (用题中所给的物理量符号表示);
②从打计数点“O”到打计数点“5”的过程中,m1、m2组成的系统重力势能的减少量______ (用题中所给的物理量符号表示),再求出此过程中系统动能的增加量,即可验证系统机械能是否守恒。
(1)在实验过程中,下列说法正确的是
A.实验时应先释放纸带再接通打点计时器的电源
B.实验时纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C.打点计时器、天平和刻度尺是本实验中必须使用的测量仪器
D.实验中重物的质量大小不影响实验误差
(2)图乙是一条较为理想的实验纸带,O点是打点计时器打下的第一个点,计数点间的距离如图乙所示。两相邻计数点间时间间隔为T,重力加速度为g(题中所有物理量符号都用国际单位)。
①在纸带上打下记数点“5”时物体的速度大小为v5=
②从打计数点“O”到打计数点“5”的过程中,m1、m2组成的系统重力势能的减少量
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【推荐2】某学习小组用如图所示的实验装置探究碰撞中的不变量。将打点计时器固定在光滑水平桌面的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车A的后面。让小车A运动,小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连成一体。某次实验中使用的两车质量均为0.6 kg,与打点计时器连接的交流电频率为50 Hz,得到的纸带如图所示。
请回答下列问题:
(1)纸带的___________ (选填“a”或“b”)端与小车A相连;
(2)碰撞前系统的总动量为___________ kg•m/s,碰撞后系统的总动量为___________ kg•m/s。(保留二 位有效数字)
请回答下列问题:
(1)纸带的
(2)碰撞前系统的总动量为
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【推荐3】在验证动量守恒定律的实验研究过程中:
小明用“碰撞实验器”验证动量守恒定律,实验装置如图1所示,研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点,实验时,小明先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其落地点的平均位置P,测量平抛的水平射程OP。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端,再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放,与小球相撞,多次重复实验,找到两小球落地的平均位置M、N。
(1)图2是小球的多次落点痕迹,由此可确定其落点的平均位置对应的读数为________ cm。
(2)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是________ 。
A.选用两球的质量应满足
B.可选用半径不同的两小球
C.小球每次必须从斜轨同一位置释放
D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(3)在某次实验中,测量出两小球的质量分别为、,三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内,若满足关系式________ ,即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。(用测量的物理量表示)
(4)小华在验证动量守恒定律时,利用在斜面上的两小车a、b碰撞过程来完成:如图3所示,小车a的前端粘有质量不计的橡皮泥,在小车a后连着纸带,纸带通过电磁打点计时器,长木板下垫着小木块,开始时未放小车b,移动长木板下的小木块,轻推小车a,直到纸带上打下的点迹______ ;(填“均匀”或“不均匀”)。然后在小车a的前方放置一个与a材料相同的静止小车b,推动小车a使之运动,之后与小车b相碰并粘合成一体,若测得实验中某条打点的纸带如图4所示,O为运动的起点,、、、分别为OA、AB、BC、CD的长度,设a的质量为、b的质量为,要验证碰撞中的动量守恒定律,则要验证的关系为________ (选、、、、、来表示)。
小明用“碰撞实验器”验证动量守恒定律,实验装置如图1所示,研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点,实验时,小明先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其落地点的平均位置P,测量平抛的水平射程OP。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端,再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放,与小球相撞,多次重复实验,找到两小球落地的平均位置M、N。
(1)图2是小球的多次落点痕迹,由此可确定其落点的平均位置对应的读数为
(2)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是
A.选用两球的质量应满足
B.可选用半径不同的两小球
C.小球每次必须从斜轨同一位置释放
D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(3)在某次实验中,测量出两小球的质量分别为、,三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内,若满足关系式
(4)小华在验证动量守恒定律时,利用在斜面上的两小车a、b碰撞过程来完成:如图3所示,小车a的前端粘有质量不计的橡皮泥,在小车a后连着纸带,纸带通过电磁打点计时器,长木板下垫着小木块,开始时未放小车b,移动长木板下的小木块,轻推小车a,直到纸带上打下的点迹
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【推荐1】某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图所示。
(1)若已得到打点纸带如上图所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选___________ 段来计算A的碰前速度,应选___________ 段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前___________ kg•m/s;碰后___________ kg•m/s。并比较碰撞前后所得数据,得出结论:___________ 。
(1)若已得到打点纸带如上图所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前
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【推荐2】为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量),某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B,按下述步骤进行实验:
步骤1:在A、B的相撞面分别装上橡皮泥,以便二者相撞以后能够立刻结为整体;
步骤2:安装好实验装置如图,铝质轨道槽的左端是倾斜槽,右端是长直水平槽。倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接,轨道槽被固定在水平桌面上,在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机;
步骤3:让滑块B静置于水平槽的某处,滑块A从斜槽某处由静止释放,同时开始频闪拍摄,直到A、B停止运动,得到一幅多次曝光的数码照片;
步骤4:多次重复步骤3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,P掉B木块只剩下A木块,打印出来,将刻度尺紧靠照片放置,如图所示
(1)由图分析可知,滑块A与滑块B碰撞发生的位置________ 。
①在P5、P6之间
②在P6处
③在P6、P7之间
(2)为了探究碰撞中动量是否守恒,需要直接测量或读取的物理量是________ 。
①A、B两个滑块的质量m1和m2
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的s45、s56和s67、s78
⑥照片上测得的s34、s45、s56和s67、s78、s89
⑦滑块与桌面间的动摩擦因数
写出验证动量守恒的表达式___________________________________________ .
步骤1:在A、B的相撞面分别装上橡皮泥,以便二者相撞以后能够立刻结为整体;
步骤2:安装好实验装置如图,铝质轨道槽的左端是倾斜槽,右端是长直水平槽。倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接,轨道槽被固定在水平桌面上,在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机;
步骤3:让滑块B静置于水平槽的某处,滑块A从斜槽某处由静止释放,同时开始频闪拍摄,直到A、B停止运动,得到一幅多次曝光的数码照片;
步骤4:多次重复步骤3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,P掉B木块只剩下A木块,打印出来,将刻度尺紧靠照片放置,如图所示
(1)由图分析可知,滑块A与滑块B碰撞发生的位置
①在P5、P6之间
②在P6处
③在P6、P7之间
(2)为了探究碰撞中动量是否守恒,需要直接测量或读取的物理量是
①A、B两个滑块的质量m1和m2
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的s45、s56和s67、s78
⑥照片上测得的s34、s45、s56和s67、s78、s89
⑦滑块与桌面间的动摩擦因数
写出验证动量守恒的表达式
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【推荐3】现在用图甲装置验证动量守恒定律:长木板的一端垫有小木块,可以微调木板的倾斜程度,以平衡摩擦力,使小车能在木板上做匀速直线运动。小车A前端粘有橡皮泥,后端连接纸带,接通打点计时器电源后,让小车A以某速度做匀速直线运动,与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起,继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz,得到的纸带如图乙所示,各计数点之间的距离已标在图上。
(1)图中的数据有AB、BC、CD、DE四段,计算小车A碰撞前的速度大小应选______ 段,计算两车碰撞后的速度大小应选_____ 段;
(2)若小车A的质量为0.4kg,小车B的质量为0.2kg,根据纸带数据可得碰前两小车的总动量为_____ kg·m/s,碰后两小车的总动量为_________ kg·m/s。(结果均保留4位有效数字)
(1)图中的数据有AB、BC、CD、DE四段,计算小车A碰撞前的速度大小应选
(2)若小车A的质量为0.4kg,小车B的质量为0.2kg,根据纸带数据可得碰前两小车的总动量为
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【推荐1】用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”,在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平:在轨道上只放滑块A,轻推一下滑块A,其通过光电门1和光电门2的时间分别为、,当______ (填“”“”或“”),则说明气垫导轨水平。
(2)滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置,给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后A通过光电门2的时间为,B通过光电门2的时间为,为完成该实验,不必测量的物理量有( )
(3)若实验测得遮光片的宽度,滑块A的质量,滑块B的质量,,,。
①计算可知两滑块相互作用前系统的总动量为______ ,两滑块相互作用以后系统的总动量算得。(计算结果保留两位有效数字)
②若实验相对误差绝对值,即可认为系统动量守恒,则本实验中______ 。在误差范围内______ (填“能”或“不能”)验证动量守恒定律。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平:在轨道上只放滑块A,轻推一下滑块A,其通过光电门1和光电门2的时间分别为、,当
(2)滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置,给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后A通过光电门2的时间为,B通过光电门2的时间为,为完成该实验,不必测量的物理量有( )
A.遮光片的宽度d |
B.滑块A的总质量 |
C.滑块B的总质量 |
D.光电门1到光电门2的间距L |
(3)若实验测得遮光片的宽度,滑块A的质量,滑块B的质量,,,。
①计算可知两滑块相互作用前系统的总动量为
②若实验相对误差绝对值,即可认为系统动量守恒,则本实验中
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【推荐2】在“验证动量守恒定律”的实验中,先让质量为m1的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在斜槽轨道末端,让A球仍从位置S由静止滚下,与B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置,O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。
(1)实验中,通过测量___________ 间接地测定小球碰撞前后的速度;
A.小球开始释放的高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的水平距离
(2)以下提供的器材中,本实验必须使用的是___________ ;
A.刻度尺 B.天平 C.秒表
(3)关于该实验的注意事项,下列说法正确的是___________ ;
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.上述实验过程中白纸可以移动
D.两小球A、B半径相同
(4)为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足m1>m2,若满足关系式___________ 则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒;
(5)某同学记录小球三个落点的平均位置时发现M和N偏离了OP方向,如图甲所示。该同学认为只要满足关系式___________ ,则说明两小球碰撞前后总机械能守恒;
(6)实验时,若斜槽轨道光滑、两小球发生弹性碰撞,且 m1<m2<3m1,小球落点用图乙中的C、D、E表示,满足关系___________ ,可以两小球认为碰撞前后总动量守恒。
(1)实验中,通过测量
A.小球开始释放的高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的水平距离
(2)以下提供的器材中,本实验必须使用的是
A.刻度尺 B.天平 C.秒表
(3)关于该实验的注意事项,下列说法正确的是
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.上述实验过程中白纸可以移动
D.两小球A、B半径相同
(4)为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足m1>m2,若满足关系式
(5)某同学记录小球三个落点的平均位置时发现M和N偏离了OP方向,如图甲所示。该同学认为只要满足关系式
(6)实验时,若斜槽轨道光滑、两小球发生弹性碰撞,且 m1<m2<3m1,小球落点用图乙中的C、D、E表示,满足关系
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【推荐3】某同学在实验室使用半径相同的两个小球,按如图实验装置来验证动量守恒定律。他的主要实验操作如下:
①用天平测量a、b两球的质量m1和m2
②用游标卡尺测出两个小球的直径d
③用刻度尺测出轨道末端距离地面的高度H
④用重锤线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O
⑤在白纸上面放好复写纸,先不放b球,把a球从斜槽轨道上D点由静止释放,落到复写纸上,重复多次;再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端,把a球仍从D点由静止释放,和b球相碰后,两球分别落在复写纸上的不同位置,重复多次
⑥用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N,并用刻度尺测量出图中的、和的长度
(1)上述实验操作中不必要的步骤是______________ 。
(2)如果满足关系式____ ,则验证了系统碰撞过程中动量守恒。(用测量的物理量表示)
(3)实验测得:m1=30.0g,m2=10.0g,=16.10cm,=30.30cm,=40.60cm。则本实验的相对误差是______ (保留一位有效数字,相对误差为100%)
①用天平测量a、b两球的质量m1和m2
②用游标卡尺测出两个小球的直径d
③用刻度尺测出轨道末端距离地面的高度H
④用重锤线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O
⑤在白纸上面放好复写纸,先不放b球,把a球从斜槽轨道上D点由静止释放,落到复写纸上,重复多次;再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端,把a球仍从D点由静止释放,和b球相碰后,两球分别落在复写纸上的不同位置,重复多次
⑥用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N,并用刻度尺测量出图中的、和的长度
(1)上述实验操作中不必要的步骤是
(2)如果满足关系式
(3)实验测得:m1=30.0g,m2=10.0g,=16.10cm,=30.30cm,=40.60cm。则本实验的相对误差是
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