题目内容

20．图为验证动量守恒定律的实验装置，两个带有等宽遮光条的滑块A、B的质量分别为mA、mB，在A、B间锁定一压缩的轻弹簧，将其置于气垫导轨上，已知AC与BD的距离相等，遮光条的宽度为d，接通充气开关，解除弹簧的锁定，弹簧将两物体沿相反方向弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为t1和t2．

（1）本实验需要调节气垫导轨水平，调节方案是接通充气开关，再调节导轨使滑块能静止在导轨上．
（2）调节导轨水平后进行实验，若有关系式$\frac{m_{A}}{t_{1}}$=$\frac{m_{B}}{t_{2}}$，则说明该实验动量守恒．
（3）某次实验未接通充气开关，锁定时弹簧压缩的长度不变，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为t3和t4．两滑块与导轨间的动摩擦因数相同，若要测出该动摩擦因数，还需要测量的量是滑块到光电门的距离．

分析 （1）明确导轨水平时滑块的受力平衡，从而确定调节平衡的方法；
（2）根据速度公式可求得碰后两物体的速度，再根据动量守恒定律即可确定应验证的表达式；
（3）根据动能定理进行分析，确定出滑块在导轨上运动时动能的变化，从而明确测量动摩擦因数的方法．

解答 解：（1）在调整时需要接通充气开关，再调节导轨使滑块能静止在导轨上；
（2）根据速度公式可知，滑块通过光电门的速度为：vA=$\frac{d}{t_{1}}$；vB=$\frac{d}{t_{2}}$；
设向右为正方向，根据动量守恒定律可知：
mAvA-mBvB=0
代入速度并化简可得：
应满足的公式为：
$\frac{m_{A}}{t_{1}}$=$\frac{m_{B}}{t_{2}}$
（3）滑块在导轨上做变速运动，根据动能定理即可分析可知，由于可以明确初末状态的速度，故可以求出动能的变化，故只要确定滑块到光电门的距离即可求出动摩擦因数；
故答案为：（1）接通充气开关，再调节导轨使滑块能静止在导轨上；
（2）$\frac{m_{A}}{t_{1}}$=$\frac{m_{B}}{t_{2}}$；
（3）滑块到光电门的距离．

点评 本题考查验证动量守恒定律的基本实验，理解光电门能测量瞬时速度的原理，能正确利用动量守恒定律列式，结合求出的速度即可明确应验证的表达式．

练习册系列答案
相关题目
10．在“平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从斜槽的同一位置释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置．
B．按图安装器材时，注意让斜槽末端切线水平，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．
C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．
（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．
（2）上述实验步骤的合理顺序是BAC．
（3）实验中得到的轨迹如图所示，其中O点为平抛运动的起点．根据平抛运动的规律及图中给出的数据，可计算出小球平抛的初速度v0=1.6m/s．（g=9.8m/s2）
11．如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服随圆桶一起转动而未滑动，则（　　）
A．衣服随圆桶做圆周运动的向心力由静摩擦力提供
B．圆桶转速足够大时，衣服上的水滴将做离心运动
C．圆桶转速增大，衣服对桶壁的压力始终不变
D．圆桶转速增大以后，衣服所受摩擦力也增大
8．如图所示，物块A静止在光滑水平面上，将小球B从物块顶端由静止释放，从小球开始沿物块的光滑弧面（弧面末端与水平面相切）下滑到离开的整个过程中，对小球和物块组成的系统，下列说法正确的是（　　）
A．动量守恒，机械能守恒B．动量守恒，机械能不守恒
C．动量不守恒，机械能守恒D．动量不守恒，机械能不守恒
15．如图所示，质量为1.9kg的长木板A放在水平地面上，在长木板最右端放一个质量为1kg小物块B，物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.4．在t=0时刻A、B均静止不动，现有质量为100g的子弹，以初速度v0=120m/s射入长木板并留在其中（此过程可视为瞬间完成）．物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上，取重力加速度的大小g=10m/s2．求：
（1）木板开始滑动的初速度；
（2）从木板开始滑动时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小；
（3）长木板与地面摩擦产生的热量．
5．在同一条平直公路上行驶甲车和乙车，其速度-时间图象分别为图中直线甲和乙．已知t=0时，甲、乙两车的距离是16m，由图可知（　　）
A．t=8s时两车可能相遇
B．t=（6+2$\sqrt{17}$）s时两车可能相遇
C．在两车相遇之前t=6 s时两车相距最远
D．相遇地点距甲车的出发点的距离可能是12m
12．如图所示，一束平行光垂直斜面照射，小球从斜面上的点O以初速度v0沿水平方向抛出，落在斜面上的P点，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）
A．小球在空中飞行时间与v0无关B．小球速度最大时距离斜面最远
C．小球在斜面上的投影匀速移动D．小球在斜面上的投影加速移动
9．有关热现象，下列说法正确的是（　　）
A．若理想气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
C．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先做正功，后做负功
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的
E．布朗运动说明液体或气体分子永不停息地做无规则运动，当物体的温度达到0℃时，物体分子的热运动就会停止
15．下列说法不正确的是（　　）
A．当两分子间的距离为“r0”时，分子间就没有相互作用
B．布朗运动反映了液体分子的无规则热运动
C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例随温度升高而减小
D．由于液体表面分子间距离小于内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力
E．晶体的物理性质不都是各向异性的．

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