【題目】如圖,用碰撞實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。

1)實驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通過僅測量___(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

2)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m1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m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是___。(填選項前的符號)

A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2

B.測量小球m1開始釋放高度h

C.測量拋出點距地面的高度H

D.測量平拋射程OMON

E.分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N

3)若兩球相碰前后的動量守恒,其表達式可表示為___(用(2)中測量的量表示);若碰撞是彈性碰撞,那么還應(yīng)滿足的表達式為___(用(2)中測量的量表示)

4)有同學(xué)認(rèn)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。經(jīng)測定,m145.0g,m27.5g,小球落地點的平均位置距O點的距離如圖所示。請你用已知的數(shù)據(jù),分析和計算出被碰小球m2平拋運動射程ON的最大值為___cm。

【答案】C ADE m1·OM+ m2·ON= m1·OP m1·OM 2+ m2·ON2= m1·OP2 76.8

【解析】

(1)[1] 小球離開軌道后做平拋運動,由于小球拋出點的高度相等,它們在空中的運動時間相等,小球的水平位移與小球的初速度成正比,可以用小球的水平位移代替其初速度,即測量射程,故C正確AB錯誤.

(2)[2] 碰撞過程中動量守恒,因此有:

m1v0=m1v1+m2v2

實驗時,先讓入射球ml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m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復(fù).測量平均落點的位置,找到平拋運動的水平位移,故ADE正確BC錯誤。

(3)[3][4] 根據(jù)平拋運動可知,落地高度相同,則運動時間相同,設(shè)落地時間為t,則:

而動量守恒的表達式是:

若兩球相碰前后的動量守恒,則需要驗證表達式

若為彈性碰撞,則碰撞前后系統(tǒng)動能相同,則有:

將即滿足關(guān)系式:

(4)[5] 發(fā)生彈性碰撞時,被碰小球獲得速度最大,根據(jù)動量守恒的表達式是

聯(lián)立解得

因此最大射程

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】小明同學(xué)和小剛同學(xué)為了探究未知勻強電場的大小和方向,在該電場中引入了一個電荷量的試探電荷,AB、C是該電場中的三個點,已知電場線平行于所在的平面,∠ABC =CAB=30°,BC=m。電荷由A移到B的過程中,電勢能增加了,由B移到C的過程中電場力做功 J,為方便計算,設(shè)B點電勢為0,下列說法正確的是( )

A.B、C兩點的電勢差

B.A點的電勢高于B點的電勢

C.將負(fù)電荷由C點移到A點的過程中,電勢能減少

D.該電場的場強為1 V/m,方向由AB

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某課外小組利用如圖所示的裝置研究合外力一定時,加速度與質(zhì)量的關(guān)系。主要實驗步驟如下:

①用天平測量并記錄小桶的質(zhì)量m,滑塊(包括加裝在滑塊兩側(cè)的鋼片和固定在滑塊上的加速度傳感器)的質(zhì)量M

②接通氣泵,將滑塊(不掛小桶)置于氣墊導(dǎo)軌上,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌,輕推滑塊,觀察滑塊的運動。當(dāng)加速度傳感器的示數(shù)___________時,說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平;

③掛上小桶,調(diào)整定滑輪的高度,使氣墊導(dǎo)軌上方的細(xì)繩水平;

④在氣墊導(dǎo)軌上合適位置釋放滑塊,記錄加速度傳感器的示數(shù)a;

⑤利用在滑塊上增加鋼片的方法改變滑塊的質(zhì)量M,重復(fù)步驟④……

數(shù)據(jù)記錄及處理如下:

實驗次數(shù)

1

2

3

4

5

6

小桶質(zhì)量m(單位:kg

0.105

小桶重力mg(單位:N

1.028

滑塊質(zhì)量M(單位:kg

0.397

0.496

0.596

0.696

0.796

0.896

1/M(單位:kg-1

2.519

2.016

1.678

1.437

1.256

1.116

1/M+m)(單位:kg-1

1.992

1.664

1.427

1.248

1.110

0.999

滑塊加速度的測量值a(單位:m/s2

2.014

1.702

1.460

1.268

1.110

1.004

滑塊加速度的理論值a0(單位:m/s2

2.048

1.711

1.467

1.283

1.141

請回答下列問題:

(1)實驗步驟②中的橫線上應(yīng)填寫________;

(2)上表中,滑塊加速度的理論值是在忽略阻力的情況下根據(jù)牛頓第二定律計算得出的,其表達式是________(用表中物理量的符號表示),最后一行的空格內(nèi)的數(shù)值是_______;

(3)觀察上表中最后兩行,滑塊加速度的理論值均大于其測量值,原因可能是_________________(寫一個原因即可);

(4)根據(jù)上表正確描點,繪制了下列四個圖像,根據(jù)圖像_________(從A、B、CD中選填一個)可得出結(jié)論:在實驗誤差范圍內(nèi),當(dāng)小桶的重力mg一定時,_______________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定一種特殊電池的電動勢(電動勢E大約在9 V左右,內(nèi)阻r約為50 Ω),已知該電池允許輸出的最大電流為150 mA.該同學(xué)利用如圖(a)所示的電路進行實驗,圖中電壓表的內(nèi)阻約為2 kΩ,R為電阻箱.阻值范圍0~9 999 Ω,R0是定值電阻,起保護電路的作用.

(1)實驗室備有的定值電阻有以下幾種規(guī)格:

A.2 Ω B.20 Ω C.200 Ω D.2 000 Ω

本實驗應(yīng)選________(填入相應(yīng)的字母)作為保護電阻.

(2)在圖(b)的實物圖中,已正確地連接了部分電路,請完成余下電路的連接.

(3)該同學(xué)完成電路的連接后,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值;讀取電壓表的示數(shù),其中電壓表的某一次偏轉(zhuǎn)如圖(c)所示,其讀數(shù)為________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平導(dǎo)體棒AB被兩根豎直細(xì)線懸掛,置于垂直紙面向里的勻強磁場中,已知磁場的磁感應(yīng)強度B05 T,導(dǎo)體棒長L1 m,質(zhì)量m05 kg,重力加速度g10 m/s2。當(dāng)導(dǎo)體棒中通以從AB的電流時,

1)判斷導(dǎo)體棒所受安培力的方向;

2)當(dāng)電流I2 A時,求導(dǎo)體棒所受安培力的大小F;

3)導(dǎo)體棒中通過的電流I′為多大時,細(xì)線中拉力為1N。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某待測電阻Rx的阻值約為20Ω,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10Ω

B.電流表A2(量程20mA,內(nèi)阻r2=30Ω

C.電壓表V(量程15V,內(nèi)阻15kΩ)

D.定值電阻R0=100Ω

E.滑動變阻器R,最大阻值約為10Ω

F.滑動變阻器R,最大阻值約為1000Ω

G.電源E,電動勢E=4V(內(nèi)阻不計)

電鍵S及導(dǎo)線若干

1)測量時要求電表讀數(shù)不得小于其量程的,應(yīng)選擇的電表分別________、________滑動變阻器是________。(填電表前面的字母符號)

2)請你在線框內(nèi)畫出測量Rx的實驗原理圖(圖中元件使用題干中相應(yīng)英文字母符號標(biāo)注)。________

3)若實驗時電流表A1的讀數(shù)為1,電流表A2的讀數(shù)為,電壓表V的讀數(shù)為U,請根據(jù)畫出的實驗原理圖,用已知的和測得的物理量表示Rx=__________。(用字母表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】要測繪額定電壓為2 V的小燈泡的伏安特性曲線,所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外,還有以下一些器材可供選擇:

A.電源E(電動勢3.0 V,內(nèi)阻不計)

B.電壓表V1(量程0~3.0 V,內(nèi)阻約2 kΩ)

C.電壓表V2(量程0~15.0 V,內(nèi)阻約6 kΩ)

D.電流表A1(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約1 Ω)

E.電流表A2(量程0~100 mA,內(nèi)阻約2 Ω)

F.滑動變阻器R1(最大阻值10 Ω)

G.滑動變阻器R2(最大阻值2 kΩ)

1)為了減小實驗誤差,實驗中電壓表應(yīng)選擇________,電流表應(yīng)選擇_______,滑動變阻器應(yīng)選擇_________________。(填寫各器材的序號)

2)為提高實驗精度,請你設(shè)計實驗電路圖,并畫在下面的虛線框中。

_______

3)實驗中測得一組數(shù)據(jù)如下表所示,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖中坐標(biāo)系中作出小燈泡的伏安特性曲線。

I/A

0

0.12

0.21

0.29

0.34

0.38

0.42

0.45

0.47

0.49

0.50

U/V

0

0.20

0.40

0.6

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

_______

4)該小燈泡的額定功率是_________ W。(保留兩位小數(shù))

5)由圖象可知,小燈泡電阻的變化特點是_________________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的水平面上放置一長為的長木板且上表面水平,右端并排放置一帶有光滑圓弧軌道的滑塊(圓效軌道的半徑足夠大),長木板的上表面與圓弧軌道的最低點相切,可視為質(zhì)點的木塊放在長木板的正中央。已知長木板的質(zhì)量為m1=lkg,圓弧軌道的質(zhì)量為m2=2kg,木塊的質(zhì)量為m3=0.98kg,質(zhì)量為m4=20kg,的子彈以水平向右的速度打中木塊并留在其中,且子彈與木塊相互作用的時間可不計,重力加速度為。求:

1)若木塊能滑上圓弧軌道,則木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)應(yīng)滿足的條件:

2)如果,則木塊運動到B點所用的時間:

3)如,木塊上升的最大高度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】中國將于2020年左右建成空間站,如圖所示,它將成為中國空間科學(xué)和新技術(shù)研究實驗的重要基地,在軌運營10年以上.設(shè)該空間站繞地球做勻速圓周運動,其運動周期為T,軌道半徑為r,萬有引力常量為G,地球半徑為R,地球表面重力加速度為g.下列說法正確的是( )

A. 空間站的線速度大小為

B. 空間站的向心加速度為

C. 地球的質(zhì)量為

D. 地球的質(zhì)量為

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