Question

（1）用示波器觀察頻率為900Hz的正弦電壓信號(hào)．把該信號(hào)接入示波器Y輸入．
①當(dāng)屏幕上出現(xiàn)如圖1所示的波形時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)______鈕．如果正弦波的正負(fù)半周均超出了屏幕的范圍，應(yīng)調(diào)節(jié)______鈕或______鈕，或這兩個(gè)鈕配合使用，以使正弦波的整個(gè)波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi)．
②如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個(gè)完整的正弦波形，應(yīng)將______鈕置于______位置，然后調(diào)節(jié)______鈕．
（2）碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為e=，其中v₁₀和v₂₀分別是碰撞前兩物體
的速度，v₁和v₂分別是碰撞后物體的速度．彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=1，非彈性碰撞的e＜1．某同學(xué)借用驗(yàn)證動(dòng)力守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖所示）驗(yàn)證彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)是否為1，實(shí)驗(yàn)中使用半徑相等的鋼質(zhì)小球1和2（它們之間的碰撞可近似視為彈性碰撞），且小球1的質(zhì)量大于小球2的質(zhì)量．
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，做好測(cè)量前的準(zhǔn)備，并記下重錘線所指的位置O．
第一步，不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上．重復(fù)多次，用盡可能小的圓把小球的所落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置．
第二步，把小球2 放在斜槽前端邊緣處C點(diǎn)，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復(fù)多次，并使用與第一步同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后小球落點(diǎn)的平均位置．
第三步，用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長度．
上述實(shí)驗(yàn)中，
①P點(diǎn)是______平均位置，M點(diǎn)是______平均位置，N點(diǎn)是______平均位置．
②請(qǐng)寫出本實(shí)驗(yàn)的原理______，寫出用測(cè)量量表示的恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式______．
③三個(gè)落地點(diǎn)距O點(diǎn)的距離OM、OP、ON與實(shí)驗(yàn)所用的小球質(zhì)量是否有關(guān)系？

Answer 1

【答案】分析：（1）①圖中，因波形失真，應(yīng)調(diào)節(jié)豎直位移或↑↓鈕使整個(gè)波形移動(dòng)，以使波形完整．如果豎直位移過大或過小，都可以調(diào)節(jié)豎直位移旋鈕，還可以通過調(diào)節(jié)y增益旋鈕實(shí)現(xiàn)；
②如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個(gè)完整的正弦波形，因?yàn)橐�觀察頻率為900Hz的正弦電壓信號(hào)，應(yīng)將掃描電壓也調(diào)整為900Hz，所以應(yīng)將掃描范圍鈕置于1k擋位位置，然后調(diào)節(jié)掃描微調(diào)鈕．
（2）①根據(jù)題意，可以得出三個(gè)點(diǎn)為小球的三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置；
②通過平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，先根據(jù)高度求時(shí)間，再根據(jù)水平位移求出三個(gè)速度；
③兩球碰撞過程動(dòng)量守恒，球的質(zhì)量影響碰撞后的速度，但不會(huì)影響碰撞前的速度，因而可以判斷到底哪段水平分位移與質(zhì)量有關(guān)．
解答：解：（1）因波形失真，應(yīng)調(diào)節(jié)豎直位移或↑↓鈕使整個(gè)波形平移，以使波形完整；
故答案為：豎直位移或↑↓，衰減或衰減調(diào)節(jié)，y增益；
②如果正弦波的正負(fù)半周均超出了屏幕的范圍，應(yīng)調(diào)節(jié)衰減或衰減調(diào)節(jié)鈕或Y增益鈕，或這兩個(gè)鈕配合使用，以使正弦波的整個(gè)波形被壓縮，以使波形完整出現(xiàn)在屏幕內(nèi)；
故答案為：掃描范圍，1k擋位，掃描微調(diào)；
（2）①根據(jù)題意可知，P點(diǎn)是在實(shí)驗(yàn)的第一步中小球1落點(diǎn)的平均位置，M點(diǎn)是小球1與小球2碰后小球1落點(diǎn)的平均位置，N點(diǎn)是小球2落點(diǎn)的平均位置；
故答案為：實(shí)驗(yàn)的第一步中小球1落點(diǎn)的，小球1與小球2碰后小球1落點(diǎn)的，N點(diǎn)是小球2落點(diǎn)的．
②小球做平拋運(yùn)動(dòng)，高度決定時(shí)間，故時(shí)間相等，設(shè)為t，則有
op=v₁₀t
OM=v₁t
ON=v₂t
小球2碰撞前靜止，即
v₂₀=0；
因而碰撞系數(shù)為
．
故答案為：小球從槽口C飛出后作平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，假設(shè)為 t，則有op=v₁₀t，OM=v₁t，ON=v₂t，小球2碰撞前靜止，即v₂₀=0；．
③平拋運(yùn)動(dòng)高度決定時(shí)間，水平射程由初速度和時(shí)間共同決定，因而OP與小球的質(zhì)量無關(guān)，但由于兩球碰撞過程動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律平拋的初速度與小球的質(zhì)量有關(guān)，因而OM和ON也與小球的質(zhì)量有關(guān)；
故答案為：OM與實(shí)驗(yàn)所用的小球質(zhì)量沒有關(guān)系，OP、ON與實(shí)驗(yàn)所用的小球質(zhì)量有關(guān)系．
點(diǎn)評(píng)：第一題是有關(guān)示波器的使用問題，一般復(fù)習(xí)資料上是沒有的，要靠學(xué)習(xí)物理時(shí)做過實(shí)驗(yàn)并真正搞懂才能做對(duì)；第二題是由驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)而來，關(guān)鍵要分析清楚實(shí)驗(yàn)的原理，同時(shí)要結(jié)合動(dòng)量守恒定律和平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)列式分析．