用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,斜槽與水平槽圓滑連接。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(xiě)紙,記下重錘線所指的位置O。實(shí)驗(yàn)步驟如下:

步驟1:不放小球2,讓小球1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)實(shí)驗(yàn)中,直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通過(guò)測(cè)量      (填選項(xiàng)前的符號(hào)),間接地解決這個(gè)問(wèn)題。
A.小球開(kāi)始釋放高度
B.小球拋出點(diǎn)距地面的高度
C.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程
(2)本實(shí)驗(yàn)除需測(cè)量線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度外,還需要測(cè)量的物理量有     
A.A、B兩點(diǎn)間的高度差h1
B.B點(diǎn)離地面的高度h2
C.小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2
D.小球1和小球2的半徑r

(3)經(jīng)測(cè)定,g,g,小球落地點(diǎn)的平均位置距點(diǎn)的距離如圖乙所示。有同學(xué)認(rèn)為,在上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì),其它條件不變,可以使被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大。請(qǐng)你用已知的數(shù)據(jù),分析和計(jì)算出被碰小球平拋運(yùn)動(dòng)射程的最大值為       
(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,某實(shí)驗(yàn)小組對(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1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下,重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作,得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M′、P′、N′。用刻度尺測(cè)量斜面頂點(diǎn)到M′、P′、N′三點(diǎn)的距離分別為l1、l2、l3。則驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為           (用所測(cè)物理量的字母表示)。
:(1)C (2)C  (3)76.8  (4)

試題分析:(1)因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的速度等于射程與落地時(shí)間的比值,而當(dāng)高度一定時(shí),落地時(shí)間一定,所以可以測(cè)量射程“代替”速度,故選C。
(2)本實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式是:m1OP=m1OM+m2ON,所以除需測(cè)量線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度外,還需要測(cè)量的物理量有小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2
(3)發(fā)生彈性碰撞時(shí),被碰球獲得的速度最大,
根據(jù)動(dòng)量守恒及能量守恒可得:
,

解得,
因此最大射程:
(4)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
 

聯(lián)立解得:,
所以要驗(yàn)證的表達(dá)式為:。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

(6分)某興趣小組在探究物體動(dòng)能大小實(shí)驗(yàn)時(shí),讓一物體在恒定合外力作用下由靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng),記錄下速度、時(shí)間、位置等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),然后分別作出動(dòng)能Ek隨時(shí)間變化和動(dòng)能Ek隨位置變化的兩個(gè)圖線,但橫坐標(biāo)沒(méi)有標(biāo)出,

(1)請(qǐng)你判斷物體動(dòng)能隨位置變化的圖線應(yīng)是圖________;(2)若圖甲中OA連線的斜率為p,圖乙中直線的斜率為q, 則物體所受合外力的大小為_(kāi)_______,在A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度的大小為_(kāi)_______.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

(12分)小華同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在某處,在繩子拉力的作用下小車(chē)拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶在水平木板上運(yùn)動(dòng),如圖所示。由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰紙帶的一段。如圖所示,在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上確定出八個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s,并用刻度尺測(cè)出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離,圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)的單位是cm。

(1)根據(jù)紙帶提供的信息,小華同學(xué)已經(jīng)計(jì)算出了打下1、2、3、4、5這五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度,請(qǐng)你幫助他計(jì)算出打下計(jì)數(shù)點(diǎn)6時(shí)小車(chē)的速度(結(jié)果保留3位有效數(shù)字),并填入下表。
計(jì)數(shù)點(diǎn)
1
2
3
4
5
6
t /s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v /(m·s-1
0.358
0.400
0.440
0.485
0.530
 
(2)以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)上表中的v、t數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中描點(diǎn),并作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v—t圖象。

(3)根據(jù)v—t圖象可知,在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車(chē)的速度v0 =___________m/s(保留3位有效數(shù)字);小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為_(kāi)_______m/s2(保留2位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

(5分)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,下面敘述正確的是(    )
A.應(yīng)該用天平稱(chēng)出物體的質(zhì)量
B.操作時(shí)應(yīng)先放紙帶后接電源
C.安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),兩紙帶限位孔應(yīng)在同一豎直線上
D.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電壓為220V的交流電源上

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

利用如圖所示裝置可以研究自由落體運(yùn)動(dòng):

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)整好儀器,開(kāi)始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候,應(yīng)先                ,然后                     。
(2)為了測(cè)得重物下落的加速度,還需要的實(shí)驗(yàn)器材有    (填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.秒表    B.天平    C.刻度尺    D.直流電源
(3)實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一條紙帶,在紙帶上選取了點(diǎn)跡清晰、連續(xù)的3個(gè)點(diǎn),用刻度尺測(cè)出相鄰兩點(diǎn)間的距離x1和x2,已知交流電頻率為50 Hz,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.81 m/s2.下列A、B、C、D四組數(shù)據(jù)中,正確的一組是       
A.51.0mm,55.8mm      B.49.0mm,52.9mm
C.45.1mm,52.8mm      D.50.5mm,51.7mm

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源,打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示。在小車(chē)質(zhì)量未知的情況下,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。

(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:
①平衡小車(chē)所受的阻力:小吊盤(pán)中不放物塊,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車(chē),直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)。
②按住小車(chē),在小吊盤(pán)中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊,在小車(chē)中放入砝碼。
③打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車(chē),獲得帶有點(diǎn)列的紙帶,在紙帶上標(biāo)出小車(chē)中砝碼的質(zhì)量m。
④按住小車(chē),改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟③。
⑤在每條紙帶上清晰的部分,每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1,s2,…。求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a。
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上做出關(guān)系圖線。
(2)完成下列填空:
①本實(shí)驗(yàn)中,為了保證在改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量時(shí),小車(chē)所受的拉力近似不變,小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿(mǎn)足的條件是_______________________。
②設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2和s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。


③圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車(chē)受到的拉力為_(kāi)__________,小車(chē)的質(zhì)量為_(kāi)__________。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

Ⅰ(8分)實(shí)驗(yàn)室常用的電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是______(填“直流”、“交流”)     V電源.某次實(shí)驗(yàn)連續(xù)打了一系列點(diǎn)的紙帶如下圖,由此可以判斷,這段紙帶的運(yùn)動(dòng)屬于__________(填“勻速”、“勻變速”)直線運(yùn)動(dòng),紙帶上AB 段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t=______ s,AB 段的平均速度______ m/s.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

(10分)為研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”, 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的交流電源頻率為f=50Hz。

⑴完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:
①平衡小車(chē)所受的阻力:小吊盤(pán)中不放物塊,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車(chē),直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列           的點(diǎn);
②按住小車(chē),在小吊盤(pán)中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊,在小車(chē)中放入砝碼;
③打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車(chē),獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶,在紙帶上標(biāo)出小車(chē)中砝碼的質(zhì)量m;
④按住小車(chē),改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟③;
⑤在每條紙帶上清晰的部分,每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1,s2,…,求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a;
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上作出-m關(guān)系圖線。
⑵完成下列填空:
①本實(shí)驗(yàn)中,為了保證在改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量時(shí),小車(chē)所受的拉力近似不變,小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿(mǎn)足的條件是                                              
②下圖為用米尺測(cè)量某一紙帶的情況,a可用s1、s3和f表示為a=        ,由圖可讀出s1、s2、s3,其中s1        cm,代入各數(shù)據(jù),便可求得加速度的大小;

③下圖為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖,設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車(chē)受到的拉力為      ,小車(chē)的質(zhì)量為        。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

(8分)某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度,電源頻率f =50Hz(打點(diǎn)時(shí)間間隔T="0.02" s),在紙帶上打出的點(diǎn)中,選出零點(diǎn),每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),因保存不當(dāng),紙帶被污染,如圖所示,A、B、C、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離:xA=16.6mm、xB=126.5mm、xD="624.5mm" 。

若無(wú)法再做實(shí)驗(yàn),可由以上信息推知:
①相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_(kāi)_____s;
②打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為_(kāi)____ m/s
③物體的加速度大小為     (用xA、xB、xD和T 表示)

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