如图甲所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个大小相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。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,并落在地面上,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P就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,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;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度L1、L2、L3。
(1)小明先用螺旋测微器测量小球1的直径,刻度如图乙所示,读数为______ mm。
(2)当所测物理量满足表达式______ 时,说明两球碰撞既遵守动量守恒定律又没有机械能损失。(结果用L1、L2、L3表示)
(3)实验中,关于小球1在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法,正确的是______ 。
A.释放点越低,两球相碰时,相互作用的内力越小,误差越小
B.释放点越低,两球碰后水平位移越小,水平位移测量的相对误差越小
C.释放点越高,小球1克服轨道阻力做功越多,误差越大
D.释放点越高,两球相碰时,相互作用的内力越大,误差越小
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上,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P就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,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;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度L1、L2、L3。
(1)小明先用螺旋测微器测量小球1的直径,刻度如图乙所示,读数为
(2)当所测物理量满足表达式
(3)实验中,关于小球1在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法,正确的是
A.释放点越低,两球相碰时,相互作用的内力越小,误差越小
B.释放点越低,两球碰后水平位移越小,水平位移测量的相对误差越小
C.释放点越高,小球1克服轨道阻力做功越多,误差越大
D.释放点越高,两球相碰时,相互作用的内力越大,误差越小
更新时间:2024-02-12 13:29:25
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【推荐1】如图为实验室中验证动量守恒实验装置示意图
(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则______ ;
A.m1>m2 r1>r2 B.m1>m2 r1<r2
C.m1>m2 r1=r2 D.m1<m2 r1=r2
(2)为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是______ (填下列对应的字母)
A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D弹簧秤 E.秒表
(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式(用m1、m2及图中字母表示)______________ 成立,即表示碰撞中动量守恒。
(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则
A.m1>m2 r1>r2 B.m1>m2 r1<r2
C.m1>m2 r1=r2 D.m1<m2 r1=r2
(2)为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是
A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D弹簧秤 E.秒表
(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式(用m1、m2及图中字母表示)
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【推荐2】通过半径相同的两个小球“验证碰撞中的动量守恒”的实验,让质量为m1的小球从斜槽轨道上某处自由滚下,与静止在轨道末端的质量为m2的小球发生对心碰撞(如图所示),则:
(1)两小球质量应满足_______ ;
A. B. C. D.质量大小没有限制
(2)实验必须满足的条件是________ ;
A.轨道末端必须是水平的 B.斜槽轨道必须尽可能光滑
C.两个小球的材质必须相同 D.入射球m1每次必须是从同一高度由静止释放
(3)实验中必须测量的物理量是________ ;
A.小球的质量m1和m2 B.桌面离地面的高度H
C.小球m1的初始高度h D.小球的水平距离OA(dOA)、OB(dOB)、OC(dOC)
(4)本实验我们要验证等式:________ 是否成立。
(1)两小球质量应满足
A. B. C. D.质量大小没有限制
(2)实验必须满足的条件是
A.轨道末端必须是水平的 B.斜槽轨道必须尽可能光滑
C.两个小球的材质必须相同 D.入射球m1每次必须是从同一高度由静止释放
(3)实验中必须测量的物理量是
A.小球的质量m1和m2 B.桌面离地面的高度H
C.小球m1的初始高度h D.小球的水平距离OA(dOA)、OB(dOB)、OC(dOC)
(4)本实验我们要验证等式:
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【推荐3】如图甲所示,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。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量____ ,间接地解决这个问题。
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
(2)图甲所示O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让质量为m1的入射球多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP。然后,把质量为m2的被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射球从斜轨上S位置由静止释放,与被碰小球相碰,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是____ 。
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量入射小球开始释放的高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到两球相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为______ [用(2)中测量的量表示];若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为_______ [用(2)中测量的量表示]。
(4)经测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。实验结果说明,碰撞前、后总动量的比____
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量
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
(2)图甲所示O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让质量为m1的入射球多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP。然后,把质量为m2的被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射球从斜轨上S位置由静止释放,与被碰小球相碰,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量入射小球开始释放的高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到两球相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为
(4)经测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。实验结果说明,碰撞前、后总动量的比
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【推荐1】某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。弹性球1用细线悬挂于O点,O点下方桌子的边沿有一竖直立柱,球2放置于立柱上,实验时,调节悬点,使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高。将球1拉离平衡位置,保持细绳拉直,使用量角器测量绳子与竖直方向夹角为θ1,静止释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞。碰后球1被弹回,向右最远可摆位置绳子与竖直方向夹角为θ2,球2落到水平地面上。测量球2球心到地面高度H和球2做平抛运动的水平位移s,然后再测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒,重力加速度为g。
(1)要计算碰撞前后球1的速度,还需要测量的物理量是_______ 。
A.球1质量m1
B.球2质量m2
C.直角量角器的半径R
D.悬点到球1球心距离L
(2)球2碰撞后的速率的表达式v2=___________ ;根据测量的物理量,该实验中动量守恒的表达式为___________ 。(使用题干所给物理量和(1)问所测物理量表示)
(1)要计算碰撞前后球1的速度,还需要测量的物理量是
A.球1质量m1
B.球2质量m2
C.直角量角器的半径R
D.悬点到球1球心距离L
(2)球2碰撞后的速率的表达式v2=
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【推荐2】利用如图所示装置,通过半径相同的两小球的碰撞来验证动量守恒定律.图中AB是斜槽,BC是水平槽,斜槽与水平槽之间平滑连接.图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影.实验时,先让球1从斜槽轨道上的某位置由静止开始滚下,落到位于水平地面的一记录纸上,留下痕迹,多次重复上述操作,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP.再把球2放在水平槽末端的位置,让球1仍从原位置由静止开始滚下,与球2碰撞后,两球分别在记录纸上留下落点痕迹,多次重复上述操作,分别找到球1和球2相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为OM和ON.测得球1的质量为m1,球2的质量为m2.
(1)实验中必须满足的条件是____________ .
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线水平
C.球1每次从轨道的同一位置由静止滚下
D.两小球的质量相等
(2)若所测物理量满足表达式________ 时,可以说明两球在碰撞过程中动量守恒.
(3)若所测物理量满足表达式________ 时,可以说明两球的碰撞为弹性碰撞.
(4)实验时尽管没有测量两小球碰撞前后的速度,也同样可以验证动量是否守恒,其原因是:____________________ .
(1)实验中必须满足的条件是
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线水平
C.球1每次从轨道的同一位置由静止滚下
D.两小球的质量相等
(2)若所测物理量满足表达式
(3)若所测物理量满足表达式
(4)实验时尽管没有测量两小球碰撞前后的速度,也同样可以验证动量是否守恒,其原因是:
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【推荐3】两实验小组想验证动量守恒定律,第一组采用传统的如图甲所示的“碰撞实验装置”验证两小球碰撞前后的动量是否守恒;第二组设计了如图乙所示利用固定了两个光电门的气垫导轨验证两滑块碰撞前后的动量是否守恒。
第一组主要操作步骤如下:
①安装好实验装置,使A球多次从斜轨上同一位置P由静止释放,找到其平均落地点的位置E;
②将与A球半径相同的B球静置于水平轨道的末端,再将A球从斜轨上位置P由静止释放,多次重复上述过程,分别找到碰后A球和B球的平均落点的位置D和F;
③O为轨道末端在地面的投影点,用刻度尺测量出水平射程、、,分别记为x1、x2、。已知A球和B球的质量分别为、。
第二组主要操作步骤如下:
①在气垫导轨上固定光电门1和光电门2,滑块M和N质量之比为1∶2,两滑块上固定宽度均为d的遮光片;
②调节气垫导轨水平;
③推动两滑块M和N分别由气垫导轨的左右两侧开始滑动,经测量,滑块M和N通过光电门1、2的遮光时间分别为和,两滑块发生碰撞后又先后通过两光电门1、2的遮光时间分别为和。
请回答下列问题:
(1)第一组实验,当表达式__________ 成立时,即说明A球和B球在碰撞过程中动量守恒。(用、、x1、x2、表示)
(2)第一组实验,当表达式__________ 成立时,即说明A球和B球发生的是弹性碰撞。
(3)第二组实验,当表达式__________ 成立时,即说明滑块M和N在碰撞过程中动量守恒。(用题中所给字母符号表示)
(4)第二组实验,当表达式__________ 成立时,即说明滑块M和N在碰撞过程中发生的是弹性碰撞。
(5)两组实验中你认为哪一组误差较小,说明理由__________ 。
第一组主要操作步骤如下:
①安装好实验装置,使A球多次从斜轨上同一位置P由静止释放,找到其平均落地点的位置E;
②将与A球半径相同的B球静置于水平轨道的末端,再将A球从斜轨上位置P由静止释放,多次重复上述过程,分别找到碰后A球和B球的平均落点的位置D和F;
③O为轨道末端在地面的投影点,用刻度尺测量出水平射程、、,分别记为x1、x2、。已知A球和B球的质量分别为、。
第二组主要操作步骤如下:
①在气垫导轨上固定光电门1和光电门2,滑块M和N质量之比为1∶2,两滑块上固定宽度均为d的遮光片;
②调节气垫导轨水平;
③推动两滑块M和N分别由气垫导轨的左右两侧开始滑动,经测量,滑块M和N通过光电门1、2的遮光时间分别为和,两滑块发生碰撞后又先后通过两光电门1、2的遮光时间分别为和。
请回答下列问题:
(1)第一组实验,当表达式
(2)第一组实验,当表达式
(3)第二组实验,当表达式
(4)第二组实验,当表达式
(5)两组实验中你认为哪一组误差较小,说明理由
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【推荐1】某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验.先将球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端上,让球仍从固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.
(1)本实验必须测量的物理量有________ .(填写选项对应的字母)
A.斜槽轨道末端距水平地面的高度H
B.小球a、b的质量ma、mb
C.小球a、b的半径r
D.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F.球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)放上被碰小球b,两球(ma>mb)相碰后,小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_______ 点和________ 点.
(3)某同学在做实验时,测量了过程中的各个物理量,利用上述数据验证碰撞中的动量守恒,那么判断的依据是看________ 和________ 在误差允许范围内是否相等。
(1)本实验必须测量的物理量有
A.斜槽轨道末端距水平地面的高度H
B.小球a、b的质量ma、mb
C.小球a、b的半径r
D.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F.球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)放上被碰小球b,两球(ma>mb)相碰后,小球a、b的落地点依次是图中水平面上的
(3)某同学在做实验时,测量了过程中的各个物理量,利用上述数据验证碰撞中的动量守恒,那么判断的依据是看
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【推荐2】如图所示的实验装置可以用来验证动量守恒定律。实验中用到两个半径相等、质量分别为和的实心小钢球A和空心小钢球B。
主要实验步骤有:
①按图所示安装好实验装置,并使斜槽末端水平,在地上铺一张白纸,在白纸上记下重垂线所指的位置O,然后在白纸上铺放复写纸;
②先不放被碰小球B,让入射小球A从斜槽上同一位置C静止释放,重复多次,找到平均落地点P;
③把B球放在斜槽的末端,让入射小球A从同一位置C静止释放,使它们发生碰撞,重复多次,找到入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N;
④测量并记录M、P、N到O点的距离,分别用、、表示。
(1)要求A、B两球的半径相等,是为了保证A、B两球能发生______ ;
(2)要求A选用实心钢球,B选用空心钢球,是为了保证碰撞后______ ;
(3)如果在误差允许范围内A、B两球的质量之比______ (用题中已知物理量字母表示),则表明两小球碰撞前后动量守恒;
(4)在(3)中的关系式成立的情况下,如果在误差允许范围内关系式______ (用题中已知物理量字母表示)成立,则表明A、B两球发生了弹性碰撞。
主要实验步骤有:
①按图所示安装好实验装置,并使斜槽末端水平,在地上铺一张白纸,在白纸上记下重垂线所指的位置O,然后在白纸上铺放复写纸;
②先不放被碰小球B,让入射小球A从斜槽上同一位置C静止释放,重复多次,找到平均落地点P;
③把B球放在斜槽的末端,让入射小球A从同一位置C静止释放,使它们发生碰撞,重复多次,找到入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N;
④测量并记录M、P、N到O点的距离,分别用、、表示。
(1)要求A、B两球的半径相等,是为了保证A、B两球能发生
(2)要求A选用实心钢球,B选用空心钢球,是为了保证碰撞后
(3)如果在误差允许范围内A、B两球的质量之比
(4)在(3)中的关系式成立的情况下,如果在误差允许范围内关系式
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【推荐3】某同学用图示装置做“验证动量守恒定律”实验,先将小球a从斜槽轨道上某点由静止释放,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次,取平均落点为B,再把同样大小的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端处,让球a仍从原释放点由静止开始滚下,且与b球相碰,碰后两球均向前运动,分别落在记录纸的不同位置,重复10次,取平均落点为A、C。
(1)本实验不需测量的物理量是______ (填字母序号)。
A.小球a、b的质量、
B.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
C.球a的释放点与斜槽轨道末端的高度差h
D.小球a、b离开斜槽轨道后做平抛运动的时间t
(2)下列情况会产生实验误差或不符合实验要求的有______ (填字母序号)。
A.小球在斜槽上运动时有摩擦
B.多次实验时,a球没有从同一位置释放
C.a球质量小于b球质量
D.小球弹性不好,发生的不是弹性碰撞
(3)经测量,,,小球落地点的平均位置到O点的距离,,。碰撞前后动量的相对百分误差公式为,p为碰撞前的总动量,为碰撞后的总动量,计算可得______ 。
(4)两小球正碰时恢复系数,其中是两小球碰后分离的相对速度,是两小球碰前接近的相对速度。若,说明碰撞是弹性碰撞,没有动能损失,若,说明碰撞不是弹性碰撞,有动能损失,计算可得______ (结果保留两位有效数字)。
(1)本实验不需测量的物理量是
A.小球a、b的质量、
B.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
C.球a的释放点与斜槽轨道末端的高度差h
D.小球a、b离开斜槽轨道后做平抛运动的时间t
(2)下列情况会产生实验误差或不符合实验要求的有
A.小球在斜槽上运动时有摩擦
B.多次实验时,a球没有从同一位置释放
C.a球质量小于b球质量
D.小球弹性不好,发生的不是弹性碰撞
(3)经测量,,,小球落地点的平均位置到O点的距离,,。碰撞前后动量的相对百分误差公式为,p为碰撞前的总动量,为碰撞后的总动量,计算可得
(4)两小球正碰时恢复系数,其中是两小球碰后分离的相对速度,是两小球碰前接近的相对速度。若,说明碰撞是弹性碰撞,没有动能损失,若,说明碰撞不是弹性碰撞,有动能损失,计算可得
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