【題目】如圖所示,用碰撞試驗器可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。

試驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通過僅測量______ 來間接地解決這個問題

A.小球開始釋放高度h

B.小球拋出點距地面的高度H

C.小球做平拋運動的射程

圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影,實驗時,先讓入射球多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程OP,然后,把被碰小球靜止于軌道的水平部分,再將入射小球從斜軌上S位置靜止釋放,與小球相撞,并多次重復(fù)。椐據(jù)圖可得兩小球質(zhì)量的大小關(guān)系為_____, (接下來要完成的必要步驟是__________

A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量、

B.測量小球開始釋放高度h

C.測量拋出點距地面的高度H

D.分別找到相碰后平均落地點的位置M、N

E.測量平拋射程OM,ON

若兩球相碰前后的動量守恒,其表達(dá)式可表示______________________中測量的量表示

【答案】(1)C (2)>; ADE (3)m1OP=m1OM+m2ON;

【解析】

(1)在做“驗證動量守恒定律”的實驗中,是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的,所以要保證每次小球都做平拋運動,則軌道的末端必須水平.
(2)由動量守恒定律求出需要驗證的表達(dá)式,根據(jù)表達(dá)式以及實驗過程分析實驗中的步驟;
(3)根據(jù)(2)的分析確定需要驗證的關(guān)系式.驗證動量守恒定律實驗中,質(zhì)量可測而瞬時速度較難.因此采用了落地高度不變的情況下,水平射程來反映平拋的初速度大小,所以僅測量小球拋出的水平射程來間接測出速度.過程中小球釋放高度不需要,小球拋出高度也不要求.最后可通過質(zhì)量與水平射程乘積來驗證動量是否守恒.根據(jù)機(jī)械能守恒確定驗證是否為彈性碰撞的表達(dá)式.

(1)驗證動量守恒定律實驗中,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的,根據(jù)平拋運動規(guī)律,若落地高度不變,則運動時間不變,因此可以用水平射程大小來體現(xiàn)速度速度大小,故需要測量水平射程,故AB錯誤,C正確.故選C
(2)碰撞過程中動量、能量均守恒,因此有:m1v0=m1v1+m2v2, 因此有:v1v0,因此要使入射小球m1碰后不被反彈,應(yīng)該滿足m1>m2碰撞過程動量守恒,則m1v0=m1v1+m2v2,兩邊同時乘以時間t得:m1v0t=m1v1t+m2v2t,則m1OP=m1OM+m2ON,因此A實驗需要測量兩球的質(zhì)量,然后確這落點的位置,再確定兩球做平拋運動的水平位移,故選ADE.
(3)由(2)知,實驗需要驗證:m1OP=m1OM+m2ON;

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,坐標(biāo)平面第象限內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場,在y軸左側(cè)區(qū)域存在寬度為a=0.3m的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B(大小可調(diào)節(jié))。現(xiàn)有質(zhì)荷比為=4×10-10kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點以一定初速度v0垂直x軸射入電場,且以v=4×107m/s,方向與y軸正向成60°的速度經(jīng)過P點進(jìn)入磁場,OP=OA、OA=0.1m,不計重力。求:

1)粒子在A點進(jìn)入電場的初速度v0為多少;

2)要使粒子不從CD邊界射出,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍;

3)粒子經(jīng)過磁場后,剛好可以回到A點,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少。

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【題目】一個物塊從斜面底端沖上足夠長的斜面后,返回到斜面底端。已知小物塊沖上斜面的初動能為E,它返回斜面底端的速度大小為v,克服摩擦阻力做功為E。若小物塊沖上斜面的初動能變?yōu)?/span>3E,則

A. 返回斜面底端時動能為

B. 返回斜面底端時速度大小為

C. 從出發(fā)到返回斜面底端,克服摩擦阻力做功為

D. 從出發(fā)到返回斜面底端,機(jī)械能減少

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【題目】2017年,人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程,在兩顆中子星合并前約100 s時,它們相距約400 km,繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈,將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體,由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識,可以估算出這一時刻兩顆中子星( )

A. 質(zhì)量之積

B. 質(zhì)量之和

C. 速率之和

D. 各自的自轉(zhuǎn)角速度

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【題目】(14)如圖所示,一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪O1、O2和質(zhì)量mB=m的小球連接,另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量mA=m的小物塊連接,已知直桿兩端固定,與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi),與水平面的夾角θ=60°,直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度,C點到定滑輪O1的距離為L,重力加速度為g,設(shè)直桿足夠長,小球運動過程中不會與其他物體相碰.現(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放,試求:

1)小球下降到最低點時,小物塊的機(jī)械能(取C點所在的水平面為參考平面);

2)小物塊能下滑的最大距離;

3)小物塊在下滑距離為L時的速度大小

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【題目】如圖所示,質(zhì)量相同的兩物體處于同一高度,A由靜止開始沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到達(dá)同一水平面,則下列說法不正確的是  

A. 到達(dá)底端時重力的瞬時功率

B. 重力對兩物體做的功相同

C. 整個過程中,兩物體機(jī)械能的改變量不同

D. 到達(dá)底端時兩物體的動能相同,速度大小相等

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【題目】如圖甲所示,靜止在水平地面上的物體,在豎直向上的拉力F作用下開始向上運動,在運動過程中,物體的動能Ek與位移x的關(guān)系圖象如圖乙所示,0h過程中的圖線為平滑曲線,h2h過程中的圖線為平行于橫軸的直線,2h3h過程中的圖線為傾斜直線,不計空氣阻力,下列說法正確的是

A. 0h過程中物體的機(jī)械能增加

B. 物體上升到h處時,拉力的功率為零

C. h2h過程中物體的機(jī)械能不變

D. 2h~3h過程中物體受到的拉力始終為零

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【題目】某人用手將10kg的物體由靜止豎直向上提起1m,此時物體的速度為,則下列說法正確的是   

A. 手對物體做功120J

B. 合外力做功120J

C. 物體的機(jī)械能增加20J

D. 物體重力勢能增加100J

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【題目】在測定金屬電阻率的實驗中,所用金屬電阻絲的電阻約為30Ω.現(xiàn)通過以下實驗測量該電阻絲的電阻率.

(1)用螺旋測微器測出電阻絲的直徑為d

(2)實驗中能提供的器材有開關(guān)、若干導(dǎo)線及下列器材:

電壓表Vl(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)

電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約15kΩ)

電流表Al(量程0~100mA,內(nèi)阻約5Ω)

電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω)

滑動變阻器R1(0~5Ω)

滑動變阻器R2(0~1kΩ)

電源E(電動勢為4.5V,內(nèi)阻不計)

為了便于調(diào)節(jié)電路并能較準(zhǔn)確地測出電阻絲的阻值,電流表應(yīng)選__________,滑動變阻器應(yīng)選__________

(3)如圖所示,將電阻絲拉直后兩端固定在刻度尺兩端的接線柱ab上,刻度尺的中間有一個可沿電阻絲滑動的觸頭,觸頭的另一端為接線柱c,當(dāng)用手按下觸頭時,觸頭才與電阻絲接觸,觸頭的位置可在刻度尺上讀出.實驗中改變觸頭與電阻絲接觸的位置,并移動滑動變阻器的滑片,使電流表示數(shù)I保持不變,分別測量出多組接入電路中電阻絲的長度L與對應(yīng)的電壓U.請在下圖中完成實驗電路的連接,部分已連好的線不能改動.(要求:能改變電阻絲的測量長度和進(jìn)行多次測量)

(4)利用測量數(shù)據(jù)畫出UL圖線,如圖所示,其中(,)是U-L圖線上的一個點的坐標(biāo).根據(jù)UL圖線,用電阻絲的直徑d、電流I和坐標(biāo)(,)計算得出電阻絲的電阻率ρ=__________

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