题目内容
【题目】一根长为L的轻杆下端固定一个质量为m的小球，上端连在光滑的水平轴上，轻杆可绕水平轴在竖直平面内转动（不计空气阻力），重力加速度g＝10m/s2，小球经过最低点时轻杆对小球的拉力为FT，小球的速率为v，FT与v2的关系图象如图所示，则以下判断正确的是（ ）
A. 小球的质量为m＝1kg
B. 轻杆长L＝0.5m
C. 小球在最低点的速度为5m/s时，小球恰能通过圆周的最高点
D. 如果小球能够通过圆周的最高点，则小球在最低点的速度越大，则小球运动至圆周最高点时杆对小球的作用力也越大
【答案】B
【解析】
A．FT与v2的关系图像可知当速度为0时，拉力等于重力，得mg＝1N；故m=0.1kg，所以A错误.
B．根据向心力公式：
带入数据可得：L=0.5m，故B正确
C．小球在最低点的速度为5m/s时，要到达最高点，设最高点速度为v1，最低点所在平面为零势能面，由机械能守恒定律得：
代入数据解得：
对于杆模型而言能通过最高点的临界速度为v1=0，故C错误.
D．当小球通过最高点向心力全部由重力提供时，杆对小球的作用力为零，故D错误.
阅读快车系列答案【题目】如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛水平射程OP。然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置M、N。
① 图2是小球m2的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_______cm。
② 下列器材选取或实验操作符合实验要求的是____________。
A．可选用半径不同的两小球
B．选用两球的质量应满足m1>m2
C．小球m1每次必须从斜轨同一位置释放
D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间
③ 在某次实验中，测量出两小球的质量分别为m1、m2，三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式________________，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示）
④ 验证动量守恒的实验也可以在如图3所示的水平气垫导轨上完成。实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为m1、滑块B的总质量为m2，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。
左侧光电门 | 右侧光电门 | |
碰前 | T1 | T2 |
碰后 | T3、T3 | 无 |
a．在实验误差允许范围内，若满足关系式_______________________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示）
b. 关于实验，也可以根据牛顿运动定律及加速的的定义，从理论上推导得出碰撞前后两滑块的动量变化量大小相等、方向相反。请写出推导过程__________（推导过程中对我用的物理量做必要的说明）。
