题目内容
【题目】某同学在利用气垫导轨、滑块、数字计时器、光电门等器材验证动量守恒定律实验中,用到两个相同的光电门1和2及质量分别为400g、200g的滑块A和B,两滑块上分别固定有宽度相同的长方形遮光片。部分实验操作如下:
(1)用精度为0.02mm的游标卡尺测量遮光片的宽度,示数如图甲所示,其读数为_________cm。某次测量中,数字计时器记录的遮光片通过光电门的时间为40.0ms,则滑块的速度大小为_________m/s。(结果保留3位有效数字)
(2)研究两个滑块的弹性碰撞实验中给某个静止滑块适当的初速度,使其从左向右运动,与另一静止的滑块发生弹性碰撞,碰后两滑块的速度方向相同。据此判断,实验开始时,气垫导轨上放置的器材1、器材2、器材3、器材(如图乙)从左到右依次应为_________。
a.光电门1、滑块A、滑块B、光电门2
b.光电门1、滑块B、滑块A、光电门2
c.滑块A、光电门1、滑块B、光电门2
d.滑块B、光电门1、滑块A、光电门2
(3)研究两个滑块的完全非弹性碰撞:实验中两个滑块碰撞后粘在一起,从左向右先后通过某一光电门。测得先通过该光电门的遮光片速度大小为0.309m/s,后通过该光电门的另一遮光片速度大小为0.311m/s。若上述速度大小的差别由单一因素引起,该因素可能是_________或_________。
a.遮光片倾斜
b.空气阻力
c.气垫导轨不水平,左低右高
d.气垫导轨不水平,左高右低
【答案】2.002 0.501 c a d
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为2cm,游标读数为0.02×1mm=0.002cm,则最终读数为2.002cm;
[2]滑块的速度大小为
(2)[3]为了能测量运动滑块碰前的速度,则运动滑块应在光电门1的左边,同理,为了能测量碰后两滑块的速度,则另一静止的滑块应在光电门2的左侧,则从左到右依次应为滑块A,光电门1,滑块B,光电门2,故abd错误,c正确。
故选c;
(3)[4][5]
a.若碰撞过程中遮光片倾斜,使得遮光片通过光电门的时间变短,由可知,则滑块通过光电门的速度变大,故a正确;
b.由于空气阻力作用,运动过程中有部分机械能转化为内能,则后通过该光电门的另一遮光片速度更小,故b错误;
c.气垫导轨不水平,左低右高,滑块运动过程中要克服重力做功,则后通过该光电门的另一遮光片速度更小,故c错误;
d.气垫导轨不水平,左高右低,滑块运动过程中重力做正功,重力势能转化为动能,则后通过该光电门的另一遮光片速度大,故d正确。
故选ad。