【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗,先將球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次,再把同樣大小的球b放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止,讓球a仍從原固定點由靜止開始滾下,且與球b相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次。圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點。
(1)為了使兩球碰撞為一維碰撞,所選兩球的直徑關(guān)系為:a球的直徑_____b球的直徑 (“大于”、“等于”或“小于”) ;為減小實驗誤差,在兩球碰撞后使A球不反彈,所選用的兩小球質(zhì)量關(guān)系應(yīng)為ma_______mb(選填“小于”、“大于”或“等于”);
(2)在以下選項中,哪些是本次實驗必須進行的測量?答:____(填選項號)。
A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H
B.小球a、b的質(zhì)量ma,mb
C.小球a、b的半徑r
D.小球a、b離開斜槽軌道末端后做平拋運動的飛行時間t
E.記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC
F.球a的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h
(3)為測定未放被碰小球時,小球a落點的平均位置,把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點對齊,圖中給出了小球a落點附近的情況,由圖可得點O、B間的距離應(yīng)為_______cm。
(4)按照本實驗方法,驗證動量守恒的驗證式是____________________________
(5)利用該實驗測得的物理量,也可以判斷兩球碰撞過程中機械能是否守恒,判斷的依據(jù)是看maOB2=______
【答案】等于 大于 BE 45.80-45.90 均可 maOB=maOA+mbOC maOB2=maOA2+mbOC2
【解析】
解:(1)為了使兩球碰撞為一維碰撞,即實現(xiàn)對心碰撞,則A球的直徑等于B球的直徑;
在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律,故有,在碰撞過程中機械能守恒,故有,聯(lián)立解得,要碰后入射小球的速度,即,故,
(2)要驗證動量守恒,就需要知道碰撞前后的動量,所以要測量兩個小球的質(zhì)量及碰撞前后小球的速度,碰撞后小球都做平拋運動,高度相同,下落的時間相同,可以用水平位移代替速度,所以需要測量的量為:小球a、b的質(zhì)量ma、mb,記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC;
故選BE;
(3)由圖所示刻度尺可知,刻度尺分度值是1mm,由圖可知由圖可得點O、B間的距離應(yīng)為45.90cm;
(4)根據(jù)動量守恒有:,因為,,,則有:,所以該式為驗證動量守恒的驗證式;
(5) 在碰撞過程中若機械能守恒, 則有:,即可得:,所以判斷兩球碰撞過程中機械能是否守恒,判斷的依據(jù)是看:;
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【題目】如圖所示,兩質(zhì)量相等的物體A、B疊放在水平面上靜止不動,A與B間及B與地面間的動摩擦因數(shù)相同,F(xiàn)用水平恒力F拉物體A,A與B恰好不發(fā)生相對滑動;若改用另一水平恒力拉物體B,要使A與B能發(fā)生相對滑動,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則拉物體B的水平恒力至少應(yīng)大于
A. FB. 2FC. 3FD. 4F
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【題目】如圖所示,某人從同一位置O以不同的水平速度投出三枚飛鏢A、B、C,最后都插在豎直墻壁上,它們與墻面的夾角分別為60°、45°、30°,圖中飛鏢的取向可認為是擊中墻面時的速度方向,不計空氣阻力,則下列說法正確的是
A. 三只飛鏢做平拋運動的初速度一定滿足vA0<vB0<vC0
B. 插在墻上的三只飛鏢的反向延長線一定交于同一點
C. 三只飛鏢擊中墻面的速度一定滿足vA=vC>vB
D. 三只飛鏢從投出到擊中墻面的飛行過程中動量變化大小滿足△PA=△PC>△PB
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【題目】據(jù)中新社北京某日報道:中國科學(xué)家首次在實驗中發(fā)現(xiàn)量子反;魻栃(yīng),引起國際物理學(xué)界巨大反響,是具有諾貝爾獎級的成績。利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件,廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖,磁感應(yīng)強度B垂直于霍爾元件的工作面向下,上、下工作面間的距離為d,通入圖示方向的電流I時,C、D兩側(cè)面間會形成電勢差UCD,下列說法中正確的是
A. 僅增大磁感應(yīng)強度時,電勢差UCD不變
B. 若霍爾元件的自由電荷是自由電子,則CD點的電勢ΦC>ΦD
C. 僅減小上、下工作面間的距離d時,電勢差UCD變大
D. 僅增大通入的電流時,電勢差UCD變大
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【題目】如圖所示,空間中有沿y軸負方向的勻強電場,其中y軸左側(cè)場強為E1,y軸右側(cè)場強為E2,y軸右側(cè)有寬度為d的勻強磁場,方向垂直于紙面向里。圖中MN之間固定一絕緣細管,傾角θ=37°,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量為-q(q>0)的帶電小球,從x軸的M點處從靜止開始沿細管運動(小球直徑比細管略小,可視為質(zhì)點),從y軸上y=3L的N點進入磁場,此后小球恰好未從右側(cè)穿出磁場區(qū)域,已知重力加速度為g,B1=,B2=,小球與管壁間的動摩擦因數(shù)為μ(Sin37°=0.6 cos37°=0.8)求:
(1)小球從N點進入磁場時速度v的大;
(2)磁感應(yīng)強度B的大小。
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【題目】如圖,勻強磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里,大小隨時間的關(guān)系為B=B0-kt,其中k為正的常量,一電阻為R、質(zhì)量為m、邊長為L的單匝正方形方框用一絕緣細線懸掛,方框平面位于紙面內(nèi)且靜止,其下半部分位于磁場區(qū)域中,重力加速度為g,求:
(1)方框中感應(yīng)電流的大小及方向;
(2)t=Bo/2k時細線對方框的作用力大小
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【題目】如圖所示,在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強磁場中,有一個矩形線圈abcd,線圈平面與磁場垂直,O1O2和O3O4都是線圈的對稱軸,應(yīng)使線圈怎樣運動才能使其中產(chǎn)生感應(yīng)電流( )
A. 向左或向右平動
B. 繞O1O2轉(zhuǎn)動
C. 向上或向下平動
D. 以垂直線圈的軸轉(zhuǎn)動
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【題目】某同學(xué)利用圖示的裝置驗證系統(tǒng)牛頓第二定律,即一系統(tǒng)的質(zhì)量m一定時,系統(tǒng)運動的加速度a與合力F成正比。實驗時,有一定數(shù)目的砝碼放置在小車。實驗過程:將小車從A處由靜止釋放,用速度傳感器測出它運動到B處時的速度v,然后將小車內(nèi)的一個砝碼拿到小桶中,小車仍從A處由靜止釋放,測出它運動到B處時對應(yīng)的速度,重復(fù)上述操作。圖中AB相距x。
(1)設(shè)加速度大小為a,則a與v及x間的關(guān)系式是___________。
(2)如果實驗操作無誤,四位同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出了右側(cè)圖象,其中哪一個是正確的__。
(3)下列哪些措施能夠減小本實驗的誤差________。
A.實驗中必須保證小桶及砝碼的總質(zhì)量遠小于 小車及車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量
B.實驗前要平衡摩擦力
C.細線在桌面上的部分應(yīng)與長木板平行
D.圖中AB之間的距離x盡量小些
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【題目】如圖所示,是某同學(xué)驗證動能定理的實驗裝置.其步驟如下:
a.易拉罐內(nèi)盛上適量細沙,用輕繩通過滑輪連接在小車上,小車連接紙帶.合理調(diào)整木板傾角,讓小車沿木板勻速下滑.
b.取下輕繩和易拉罐,測出易拉罐和細沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M.
c.取下細繩和易拉罐后,換一條紙帶,讓小車由靜止釋放,打出的紙帶如圖 (中間部分未畫出),O為打下的第一點.已知打點計時器的打點頻率為f,重力加速度為g.
①步驟c中小車所受的合外力為________________.
②為驗證從O →C過程中小車合外力做功與小車動能變化的關(guān)系,測出BD間的距離為x0,OC間距離為x1,則C點的速度為__________.需要驗證的關(guān)系式為_______________________(用所測物理量的符號表示).
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