题目内容

【题目】如图1为“碰撞实验器”,它可以探究动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.

(1)实验中必须要求的条件是

A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差

B.斜槽轨道末端的切线必须水平

C.入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同

D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放

(2)图1中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.本实验还需要完成的必要步骤是 (填选项前的符号).

A.用天平测量两个小球的质量m1、m2

B.测量抛出点距地面的高度H

C.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

D.测量平抛射程OM、ON

(3)某次实验中得出的落点情况如图2所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为

【答案】1BD 2ACD 34:1

【解析】

试题(1)A、只要小球离开轨道时的水平速度相等即可,不需要要求轨道光滑,故A错误;为了保证小球做平抛运动,斜槽末端必须水平;故B正确;为防止入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,故C错误;为保证小球每次平抛的速度均相同;故应入射小球每次从同一点由静止释放;故D正确;

(2)实验时,先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.测量平均落点的位置,找到平抛运动的水平位移,因此步骤中CD是必须的,而且C要在D之前.至于用天平秤质量先后均可以.所以答案是ACD;

(3)由图2所示可知,OP=255cm,OM=155cm,ON=400cm如果两球碰撞过程动量守恒,则:,代入数据求得:

练习册系列答案
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【题目】某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为 h 的光 滑水平桌面上,放置两个小球 a b。其中,b 与轻弹簧紧挨着但不栓接,弹簧左侧固 定,自由长度时离桌面右边缘足够远,起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a 放置于桌面 边缘,球心在地面上的投影点为 O 点。实验时,先将 a 球移开,弹簧解除锁定,b 沿桌 面运动后水平飞出。再将 a 放置于桌面边缘,弹簧重新锁定。解除锁定后,b 球与 a 发生碰撞后,均向前水平飞出。重复实验 10 次。实验中,小球落点记为 ABC

(1) a 球质量为 ma,半径为 rab 球质量为 mb 半径为 rbb 球与 a 球发生碰撞后,均向前水平 飞出,则 ______

Ama<mbra=rb Bma<mbra<rb Cma>mbra=rb Dma>mbra>rb

(2)为了验证动量守恒,本实验中必须测量的物理 量有____

A.小球 a 的质量 ma 和小球 b 的质量 mb

B.小球飞出的水平距离 xOAxOBxOC

C.桌面离地面的高度 h

D.小球飞行的时间

(3)关于本实验的实验操作,下列说法中不正确的是______

A.重复操作时,弹簧每次被锁定的长度应相同

B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合,说明实验操作中出现了错误

C.用半径尽量小的圆把10 个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置

D.仅调节桌面的高度,桌面越高,线段 OB 的长度越长

(4)在实验误差允许的范围内,当所测物理量满足表达式:__________ 即说明碰撞过程遵循动量守恒。(用题中已测量的物理量表示)

(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能,他测量了桌面离地面的高度h,该地的 重力加速度为g,则弹簧锁定时具有的弹性势能 Ep _______。(用题中已测量的 物理量表示)

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