【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置探究A、B兩球在碰撞中動量是否守恒。該同學(xué)利用平拋運動測量兩球碰撞前后的速度,實驗裝置和具體做法如下,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽。實驗時先使A球從斜槽上的某一固定位置G由靜止開始滑下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復(fù)上述操作10次,得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開始滑下,和B球碰撞后,AB兩球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復(fù)這種操作10次,并畫出實驗中A、B兩小球落點的平均位置,圖中F、E點是AB球前后的平均落點,JB球的平均落點,O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點。其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的豎直平面,米尺的零點與O點對齊。

(1)為完成本實驗,下列器材那些是必需的?請將這些器材前面的字母填在橫線上________.

A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.圓規(guī)

(2)在以下選項中,哪些是本次實驗必須進行的測量______

A.水平槽上未放B球時,測量A球落點位置到O點的距離OF

B.A球與B球碰撞后,測量A球與B球落點位置到O點的距離OEOJ

C.A球和B球在空中飛行的時間

D.測量G點相對于水平槽面的高度

(3)如果碰撞中動量守恒,根據(jù)圖中各點間的距離,則下列式子正確的是_______.

A.
B.

C.
D.

【答案】 BCD AB C

【解析】1)碰撞后兩球都做平拋運動,它們拋出點的高度相同,在空中的運動時間t相同,選擇向右為正方向:由動量守恒定律得,兩邊同時乘以時間t,則,實驗需要驗證的表達式為:
公式可知,需要測量小球的質(zhì)量,所以需要天平;需要測量小球的水平位移,所以需要使用刻度尺;小球的水平射程落點不是都落在同一個點上,需要取所有落點中靠近中間的點讀數(shù),即可取一個最小的圓的圓心,需要使用圓規(guī);故需要選擇的器材有BCD

2)水平槽上未放B球時,測量a球落點位置到O點的距離,即測量出碰撞前a球的速度,A正確;A球與B球碰撞后,測量A球落點位置到O點的距離,即測量出碰撞后A球的速度,故B正確;小球在空中的運動時間t相同,不需要測量時間,故C錯誤;不需要測量G點相對于水平槽面的高度,故D錯誤.

3)碰撞后兩球都做平拋運動,它們拋出點的高度相同,在空中的運動時間t相同,選擇向右為正方向:由動量守恒定律得,兩邊同時乘以時間t,則,實驗需要驗證的表達式為: ,C正確.

練習(xí)冊系列答案
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A. 4次 B. 6次 C. 7次 D. 8次

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【題目】如圖所示,光滑水平面上,質(zhì)量為2m的小球B連接著輕質(zhì)彈簧,處于靜止;質(zhì)量為m的小球A以初速度向右勻速運動,接著逐漸壓縮彈簧并使B運動,過一段時間,A與彈簧分離,設(shè)小球AB與彈簧相互作用過程中無機械能損失,彈簧始終處于彈性限度以內(nèi).求:

(1)當彈簧被壓縮到最短時,A球的速度大;

(2)彈簧的最大彈性勢能;

(3)彈簧再次恢復(fù)原長時,A、B兩球的速度.

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(2)在這個過程中系統(tǒng)減少的重力勢能為________,系統(tǒng)增加的動能為________,只要兩者在誤差允許范圍內(nèi)相等,即可驗證機械能守恒(用測量的物理量字母表示)

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