【題目】為驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒和檢驗(yàn)兩個(gè)小球的碰撞是否為彈性碰撞，甲同學(xué)選用如圖所示的裝置，他先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重垂線所指的位置O，接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：不放小球2，讓小球l從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上，重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞，重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度。

(1)對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法正確的是______。

A.應(yīng)使小球1每次從斜槽上相同的位置自由滾下

B.斜槽軌道必須光滑

C.斜槽軌道末端必須水平

D.小球1質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量

(2)已知小球l的質(zhì)量為m1，小球2的質(zhì)量為m2，當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式_______（用所測(cè)物理量字母表示）時(shí)，即說(shuō)明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律。

(3)乙同學(xué)對(duì)上述裝置進(jìn)行了改造，如圖所示。在水平槽末端與水平地面間放置了一個(gè)斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無(wú)縫連接，使小球l仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟l和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)如圖中D、E、F點(diǎn)，各點(diǎn)到B點(diǎn)的距離分別為LD、LE、LF。根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)，只要滿足關(guān)系式________，則說(shuō)明碰撞中動(dòng)量是守恒的。只要再滿足關(guān)系式________，則說(shuō)明兩小球的碰撞是彈性碰撞。（用所測(cè)物理量的字母表示）

(4)丙同學(xué)也用上述兩球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但將實(shí)驗(yàn)裝置改成如圖所示。將白紙、復(fù)寫紙固定在豎直放置的木條上，用來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)中小球l、小球2與木條的撞擊點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)先將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸，讓入射小球l從斜軌上起始位置由靜止釋放，撞擊點(diǎn)為B'；然后將木條平移到圖中所示位置，入射小球l從斜軌上起始位置由靜止釋放，確定其撞擊點(diǎn)P'；再將入射小球l從斜軌上起始位置由靜止釋放，與小球2相撞，撞擊點(diǎn)為M’和N'，測(cè)得B’與N‘、P’、M’各點(diǎn)的高度差分別為h1、h2、h3。只要滿足關(guān)系式________（用所測(cè)物理量的字母表示），則說(shuō)明碰撞中動(dòng)量是守恒的。

【答案】ACD

【解析】

(1)[1]因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，根據(jù)

可知將時(shí)間看成一個(gè)單位，可以用水平射程表示速度，需測(cè)量小球平拋運(yùn)動(dòng)的射程來(lái)簡(jiǎn)介測(cè)量速度，故應(yīng)保證斜槽末端水平，小球每次都從同一點(diǎn)滑下，同時(shí)為了小球2能飛的更遠(yuǎn)，防止1反彈，小球1的質(zhì)量應(yīng)大于球2的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤，ACD正確。

故選ACD。

(2)[2]因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，則水平位移可以代表速度，OP是小球1不與小球2碰撞平拋運(yùn)動(dòng)的位移，該位移可以代表小球1碰撞前的速度，OM是小球1碰撞后平拋運(yùn)動(dòng)的位移，該位移可以代表碰撞后小球1的速度，ON是碰撞后小球2的水平位移，該位移可以代表碰撞后小球2的速度。當(dāng)所測(cè)量物理量滿足表達(dá)式

說(shuō)明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律。

(3)[3][4]碰撞前，小球1落在圖中E處，設(shè)其水平初速度為v0，小球1和小球2發(fā)生碰撞后，小球1的落點(diǎn)在D處。設(shè)其水平初速度為v1，小球2的落點(diǎn)是圖中F處，設(shè)其水平初速度為v2，設(shè)斜面BC與水平面的傾角為，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得

解得




可見速度正比于，所以只要驗(yàn)證

即可說(shuō)明碰撞中動(dòng)量是守恒的。只要

即

成立，則機(jī)械能守恒，即說(shuō)明兩小球的碰撞是彈性碰撞。

(4)[5]根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，下落時(shí)間

可知速度

即

若滿足動(dòng)量守恒，則一定有

聯(lián)立解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某探究實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，該小組同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究平拋運(yùn)動(dòng)．

（1）首先采用如圖甲所示的裝置．用小錘擊打彈性金屬片，使A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開，自由下落，將觀察到兩球 （選填“同時(shí)”或“不同時(shí)”）落地，改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出時(shí)的速度，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說(shuō)明 ．（選填所述選項(xiàng)前的字母）

A．平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)

B．平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C．能同時(shí)說(shuō)明上述選項(xiàng)A、B所述的規(guī)律

（2）然后采用如圖乙所示的裝置．兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看作與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等．現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球同時(shí)以相同的初速度v0分別從軌道M、N的末端射出．實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是P球?qū)?/span> 擊中Q球（選填“能”或“不能”）．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說(shuō)明 ．（選填所述選項(xiàng)前的字母）

A．平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)

B．平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C．不能說(shuō)明上述選項(xiàng)A、B所描述規(guī)律中的任何一條．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】現(xiàn)代的激光打印機(jī)都是自動(dòng)進(jìn)紙的，其進(jìn)紙?jiān)砣鐖D所示，進(jìn)紙槽里疊放有一疊白紙。進(jìn)紙時(shí)滾輪以豎直向下的力壓在第1張白紙上，并沿逆時(shí)針?lè)较蚓鶆蜣D(zhuǎn)動(dòng)，確保第1張紙與第2張紙相對(duì)滑動(dòng)。設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相同，滾輪與白紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，白紙之間、白紙與紙槽底座之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為2，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.若要自動(dòng)進(jìn)紙則1>2

B.第1張白紙受到的摩擦力向左

C.一張白紙受到上一張白紙的摩擦力一定向左

D.進(jìn)紙過(guò)程中任意兩張白紙之間均存在靜摩擦力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)半徑為R的半球形玻璃磚，O為球心，AB為直徑，玻璃的折射率為n=．

（i）一束細(xì)光線從AB上O′點(diǎn)沿垂直底面向上射入半球形玻璃磚，OO'=，求此光線在玻璃磚中的射出點(diǎn)到O點(diǎn)的距離；

（ii）一束平行光從下表面沿垂直底面向上射入玻璃磚，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束的最大橫截面積為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】無(wú)人機(jī)在空中拍攝運(yùn)動(dòng)會(huì)入場(chǎng)式表演.無(wú)人機(jī)起飛上升并向前追蹤拍攝，飛行過(guò)程的水平方向速度vx和豎直向上的速度vy與飛行時(shí)間t的關(guān)系圖線如圖所示.下列說(shuō)法正確的是

A.無(wú)人機(jī)在0~t1時(shí)間內(nèi)沿直線飛行

B.無(wú)人機(jī)在 t1~t2時(shí)間內(nèi)沿直線飛行

C.無(wú)人機(jī)在t1時(shí)刻上升至最高點(diǎn)

D.無(wú)人機(jī)在0~t1時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】公園里有一種“旋轉(zhuǎn)秋千”的游樂(lè)項(xiàng)目，模型如圖所示.可視為質(zhì)點(diǎn)的座椅通過(guò)輕質(zhì)纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上，旋轉(zhuǎn)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，纜繩與豎直方向夾角為θ，不計(jì)空氣阻力，

下列說(shuō)法正確的有

A.座椅受到重力、纜繩拉力和向心力

B.座椅轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω越大，夾角θ越大

C.啟動(dòng)加速時(shí)，游客所受的合外力可能大于游客的向心力

D.同一座椅以相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，有游客乘坐與沒(méi)有游客乘坐時(shí)的夾角θ不同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，質(zhì)量為m的帶電小球，以初速度v從M點(diǎn)水平向右拋出，通過(guò)N點(diǎn)時(shí)，速度大小為2v，方向與電場(chǎng)方向垂直。則小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是（　　）

A.電勢(shì)能增加mv2B.重力勢(shì)能減少3mv2

C.機(jī)械能增加mv2D.機(jī)械能增加mv2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”.將量角器豎直固定在鐵架臺(tái)上，使直徑邊水平，將小球通過(guò)一段不可伸長(zhǎng)的細(xì)線固定到量角器的圓心O處，在鐵架臺(tái)上O點(diǎn)正下方安裝光電門(圖中未畫出)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球在緊貼量角器的豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，調(diào)整好光電門，使小球的球心剛好能通過(guò)光電門的細(xì)光束.

（1）以下列舉的物理量中，為本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有___;

A.小球的質(zhì)量m

B.小球的直徑d

C.細(xì)線的長(zhǎng)度L

D.小球的運(yùn)動(dòng)周期T

（2）圖中細(xì)線與豎直方向的初始偏角為______;

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將小球拉開，使細(xì)線與豎直方向偏開一定的角度θ，將小球由靜止釋放，測(cè)出小球通過(guò)光電門的時(shí)間t，則小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度為______;如果這一過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒，則題中各物理量應(yīng)遵循的表達(dá)式為_____________;

（4）多次實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了-cos θ圖線，則實(shí)驗(yàn)所得的圖線應(yīng)該是_____.

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩只電壓表和是由完全相同的電流表改裝而成的，的量程為5V，的量程為15V，為了測(cè)量的電壓，把、串聯(lián)起來(lái)使用，在這種情況下　　

A. 和讀數(shù)相等

B. 和兩表指針偏轉(zhuǎn)角相等

C. 和的讀數(shù)之比等于電壓表的內(nèi)阻之比

D. 和的指針偏轉(zhuǎn)角度之比等于兩個(gè)電壓表的內(nèi)阻之比

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