用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗證動量守恒定律,實驗裝置如圖甲所示,斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實驗裝置,在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復寫紙,記下重錘線所指的位置O。實驗步驟如下:

步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下,并落在地面上。重復多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點圈在里面,其圓心就是小球落點的平均位置;
步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣位置B,讓小球1從A點由靜止?jié)L下,使它們碰撞。重復多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置;
步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離,即線段OM、OP、ON的長度。
(1)實驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通過測量      (填選項前的符號),間接地解決這個問題。
A.小球開始釋放高度
B.小球拋出點距地面的高度
C.小球做平拋運動的射程
(2)本實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外,還需要測量的物理量有     。
A.A、B兩點間的高度差h1
B.B點離地面的高度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)測定,g,g,小球落地點的平均位置距點的距離如圖乙所示。有同學認為,在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì),其它條件不變,可以使被碰小球做平拋運動的射程增大。請你用已知的數(shù)據(jù),分析和計算出被碰小球平拋運動射程的最大值為       。
(4)完成上述實驗后,某實驗小組對上述裝置進行了改造,如圖所示。在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面,斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接。使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下,重復實驗步驟1和2的操作,得到兩球落在斜面上的平均落點M′、P′、N′。用刻度尺測量斜面頂點到M′、P′、N′三點的距離分別為l1、l2、l3。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為           (用所測物理量的字母表示)。

:(1)C (2)C  (3)76.8  (4)

解析試題分析:(1)因為平拋運動的速度等于射程與落地時間的比值,而當高度一定時,落地時間一定,所以可以測量射程“代替”速度,故選C。
(2)本實驗需要驗證的表達式是:m1OP=m1OM+m2ON,所以除需測量線段OM、OP、ON的長度外,還需要測量的物理量有小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2
(3)發(fā)生彈性碰撞時,被碰球獲得的速度最大,
根據(jù)動量守恒及能量守恒可得:

,
解得
因此最大射程:
(4)根據(jù)平拋運動的規(guī)律
 
,
聯(lián)立解得:,
所以要驗證的表達式為:。
考點:驗證動量守恒定律。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(1)用多用電表的電阻檔測量阻值約為幾十千歐的待測電阻Rx,以下給出的是可能的操作步驟,其中S為選擇開關(guān),P為電阻檔調(diào)零旋鈕。把你認為正確步驟前的字母按合理的順序填寫在橫線上       。

a.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)P使指針對準刻度盤上電阻檔的零刻度,斷開兩表筆
b.將兩表筆分別連接到待測電阻的兩端,讀出Rx的阻值后,斷開兩表筆
c.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準電阻檔´1k
d.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準電阻檔´100
e.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準OFF檔,并拔出兩表筆
正確操作后,多用表的指針位置如圖所示,此被測電阻Rx的阻值約為        W。
(2)某同學利用多用電表的電阻檔判斷二極管的正負極,當紅表筆接A端,黑表筆接B端時,電阻很;當黑表筆接A端,紅表筆接B端時,電阻很大,如圖所示,則       端是二極管的正極。(填“A”或“B”)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

在做“研究勻變速直線運動”的實驗時,為了能夠較準確地測出加速度,將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上:______________________

A.把附有滑輪的長木板放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面
B.把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路
C.再把一條細繩拴在小車上,細繩跨過滑輪,下邊掛上合適的鉤碼
D.把紙帶穿過打點計時器,并把它的一端固定在小車的后面
E.把小車停在靠近打點計時器處,接通直流電源后,放開小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點,隨后立即關(guān)閉電源,換上新紙帶,重復三次
F.從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開頭比較密集的點,在后邊便于測量的地方找一個開始點,并把每打五個點的時間作為時間單位.在選好的開始點下面記作0,往后第六個點作為計數(shù)點1,依此標出計數(shù)點2、3、4、5、6,并測算出相鄰兩點間的距離
G.根據(jù)公式a1=(x4x1)/3T2,a2=(x5x2)/3T2a3=(x6x3)/3T2=(a1a2a3)/3求出

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(1)測量普通干電池電源電動勢和內(nèi)電阻應該選用__________(填“圖甲”或“圖乙”)所示的電路圖.

(2)實驗中某同學根據(jù)自己測得的實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描了幾個點,請你根據(jù)他描的點畫出U—I圖線,并根據(jù)圖線求出電池的電動勢E=__________V(保留2位有效數(shù)字),電池的內(nèi)電阻r =__________Ω(保留2位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

圖甲給出的是利用游標卡尺測量某一物體長度時的示數(shù),此示數(shù)應為  mm.圖乙給出的是利用螺旋測微器測量某一金屬絲直徑時的示數(shù),此示數(shù)應為  mm.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

某實驗小組在做“驗證機械能守恒定律”實驗中,提出了如圖所示的甲、乙兩種方案:甲方案為用自由落體運動進行實驗,乙方案為用小車在斜面上下滑進行實驗.

(1)組內(nèi)同學對兩種方案進行了深入的討論分析,最終確定了一個大家認為誤差相對較小的方案,你認為該小組選擇的方案是_______,理由是____________________________
________________________________________________________________________.
(2)若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖所示,相鄰兩點之間的時間間隔為0.02 s,請根據(jù)紙帶計算出B點的速度大小為________m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)該小組內(nèi)同學根據(jù)紙帶算出了相應點的速度,作出v2-h(huán)圖線如圖所示,請根據(jù)圖線計算出當?shù)氐闹亓铀俣萭=________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(9分)現(xiàn)要測量某小量程電流表的內(nèi)阻,可選用的器材如下:
A.待測電流表A(量程10 mA,內(nèi)阻約5~8Ω)
B.電壓表V1(量程0.3 V,內(nèi)阻約3kΩ)
C.電壓表V2(量程3 V,內(nèi)阻約30kΩ)
D.滑動變阻器R1(10Ω,0.2A)
E.滑動變阻器R2(100Ω,0.1A)
F.標準電阻R0(R0=20Ω)
G.電源E(電動勢3V,內(nèi)阻約1Ω)
H.開關(guān)S及導線若干。
要求:測量結(jié)果盡可能精確;能測多組數(shù)據(jù)且電流表、電壓表的示數(shù)能從零開始調(diào)節(jié);所設計電路安全且便于操作。
(1)請同學們在虛線框內(nèi)將電路補充完整;

(2) 閉合電鍵S前應先將滑動變阻器R2的阻值置于         處(填“最大”或“最小”);
(3)實驗中測得一組數(shù)據(jù):電壓表讀數(shù)U、電流表讀數(shù)I,則電流表A的內(nèi)阻可表示為RA=_______,(用物理量表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(5分)用如圖甲所示的 實驗裝置驗證機械能守 恒定律,質(zhì)量m =1OOg 的重物拖動紙帶自由下 落,打點計時器在紙帶 上打出一系列點.如圖 乙所示為選取的一條符 合實驗要求的紙帶,O 點為打出的第一個點,A、B、C為從合適位置 開始選取的三個連續(xù)的點(其它點未畫出).已知打點計時器每隔0.02s打一次點,當?shù)氐闹亓铀俣?g=9.80m/s2.那么:

(1)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應取圖中O點和______點來驗證機械能守恒定律;
(2)從O點到所取點,鉤碼重力勢能減少量ΔEp=______J,動能增加量ΔEk=______J;(結(jié)果取3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(10分)待測電阻Rx的阻值約為20,現(xiàn)要測量其阻值,實驗室提供器材如下:

A.電流表A1(量程150mA,內(nèi)阻約為10) 
B.電流表A2(量程20mA,內(nèi)阻r2=30) 
C.電壓表V(量程15V,內(nèi)阻約為3000) 
D.定值電阻R0=100 
E.滑動變阻器R1,最大阻值為5,額定電流為1.0A
F.滑動變阻器R2,最大阻值為50,額定電流為0.5A
G.電源E,電動勢E=4V(內(nèi)阻不計)
H.電鍵S及導線若干
(1)為了使電表調(diào)節(jié)范圍較大,測量準確,測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的,請從所給的器材中選擇合適的實驗器材     _______________________(均用器材前對應的序號字母填寫);
(2)根據(jù)你選擇的實驗器材,請你在虛線框內(nèi)畫出測量Rx的最佳實驗電路圖并標明元件符號;

(3)待測電阻的表達式為Rx=________________,式中各符號的物理意義為_______________________。

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