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【題目】兩位同學用如圖甲所示裝置,通過半徑相同的A,B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。

(1)實驗中必須滿足的條件是________

A.斜槽軌道盡量光滑以減小誤差

B.斜槽軌道末端的切線必須水平

C.入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止滾下

D.兩球的質量必須相等

(2)測量所得入射球的質量為,被碰撞小球的質量為,圖甲中點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影,實驗時,先讓入射球從斜軌上的起始位置由靜止釋放,找到其平均落點的位置,測得平拋射程為;再將小球B放置在軌道末端,讓入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放,與小球相撞,分別找到球和球相撞后的平均落點,測得平拋射程分別為。當所測物理量滿足表達式________時,則說明兩球的碰撞為彈性碰撞。

(3)另一同學也用上述兩球進行實驗,但將實驗裝置進行了改裝:如圖乙所示,將白紙、復寫紙固定在豎直放置的木條上,用來記錄實驗中球與木條的撞擊點。實驗時,首先將木條豎直立在軌道末端右側并與軌道接觸,讓入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放,撞擊點為;然后將木條平移到圖中所示位置,入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放,確定其撞擊點;再將入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放,與球相撞,確定球和球相撞后的撞擊點分別為。測得各點的高度差分別為若所測物理量滿足表達式________時,則說明球和球碰撞中動量守恒。

【答案】BC ON=OP+OM

【解析】

(1)[1]A驗證動量守恒定律的實驗中,是通過平拋運動的基本規律求解碰撞前后的速度的,只要離開軌道后做平拋運動,對斜槽是否光滑沒有要求,故A錯誤;
B、要保證每次小球都做平拋運動,則軌道的末端必須水平,故B正確;
C、要保證碰撞前的速度相同,所以入射球每次都要從同一高度由靜止滾下,故C正確;
D、為了使小球碰后不被反彈,要求入射小球質量大于被碰小球質量,故D錯誤;
故選BC
(2)[2].小球離開軌道后做平拋運動,由于小球拋出點的高度相同,它們在空中的運動時間t相等,它們的水平位移x與其初速度成正比,可以用小球的水平位移代替小球的初速度,若兩球相碰前后的動量守恒,則

mAv0=mAv1+mBv2

OP=v0t

OM=v1t

ON=v2t

代入得

mAOP=mAOM+mBON

若碰撞是彈性碰撞,則機械能守恒,由機械能守恒定律得

OP=v0tOM=v1tON=v2t代入得

mAOP2=mAOM2+mBON2

聯立解得

ON=OP+OM

即當所測物理量滿足表達式ON=OP+OM時,則說明兩球的碰撞為彈性碰撞。

(3)[3].小球做平拋運動,在豎直方向上

平拋運動時間

設軌道末端到木條的水平位置為x,小球做平拋運動的初速度:

如果碰撞過程動量守恒,則

mAvA=mAvA′+mBvB

將速度代入動量守恒表達式解得

即所測物理量滿足表達式時,則說明球和球碰撞中動量守恒。

練習冊系列答案
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A.電流表(量程,內阻約)

B.電流表(量程,內阻約)

C.電壓表(量程,內阻約)

D.滑動變阻器(,額定電流)

E.滑動變阻器(.,額定電流)

(1)為減小誤差,且便于操作,在實驗中電流表應選________,滑動變阻器應選________(選填器材前的字母)

(2)如圖所示,是測量該電阻絲電阻的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線,還有兩根導線沒有連接,請補充完成_________

(3)在開關閉合前,滑動變阻器的滑片應當調到最________(選填“左”或“右”)端;閉合開關后,實驗中電壓表讀數的最小值________(選填“大于零”或“等于零”)

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A.測量值偏大,產生系統誤差的主要原因是電流表分壓

B.測量值偏小,產生系統誤差的主要原因是電壓表分流

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則圖乙中電流表A1應選擇_______,電流表A2應選擇______。(填儀器前的字母)

2)若電流表A1的讀數為I1,電流表A2的讀數為I2,電阻箱的阻值為R1,則此時二極管的電阻Rx 的表達式為Rx=_______

3)將電阻箱的阻值調至________歐時,電流表A1恰好偏,此時二極管的電壓為1V

4)根據圖甲,要準確描繪此二極管在正向導通時的伏安特性,應該在電流表A2的讀數在______區間多測幾組數據。(選填ABCA. 0~2mA B.2~4mA C. 4~6mA

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