题目内容
【题目】所示装置来验证动量守恒定律,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高为H的小支柱上,O点到小球A的距离为L,小球释放前悬线伸直且悬线与竖直方向的夹角为α,小球A释放后到最低点与B发生正碰,碰撞后,B做平抛运动,A小球继续向前运动并把轻杆指针OC推移到与竖直方向成夹角γ的位置,在地面上铺一张带有复写纸的白纸D,在白纸上记录了B球的落地点位置(题目中的各物理量均未知)。
(1)为了验证两球碰撞过程中动量守恒,需要测量哪些量:______________(用题目所给字母表示)
(2)用测得的物理量表示碰撞前后A球和B球的动量用题目所给 字母表示依次为:
=_______________ ,
=______________ ,
=________________ ,
=_____________。
【答案】mA mB L H S
;
; 0;
;
【解析】
(1)小球从A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律得:mAgL(1-cosα)=mAvA20,解得vA=
.则PA=mA
.小球A与小球B碰撞后继续运动,在A碰后到达最左端过程中,机械能再次守恒,由机械能守恒定律得:-mAgL(1-cosγ)=0-
mAvA′2,解得vA′=
,则PA′=mA
.碰前小球B静止,则PB=0;碰撞后B球做平抛运动,水平方向:S=vB′t,竖直方向H=
gt2,解得vB′=s
,则PB′=mBs
.所以需要测量的物理量有mA mB L α γ s H.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验,实验装置如图1所示。已知小车的质量为500克,g取10 m/s2,不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下:
①细绳一端系在小车上,另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘;
②在盘中放入质量为m的砝码,用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高,调整木板倾角,恰好使小车沿木板匀速下滑;
③保持木板倾角不变,取下砝码盘,将纸带与小车相连,并穿过打点计时器的限位孔,接通打点计时器电源后,释放小车;
④取下纸带后,计算小车加速度a;将砝码的质量m和对应的小车加速度a记入下表;
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
m/kg | 0.02 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.07 | 0.08 | 0.10 |
a/(m·s-2) | 1.40 | 1.79 | 2.01 | 2.20 | 2.38 | 2.61 | 3.02 |
⑤改变盘中砝码的质量,重复②③④步骤进行实验。
(1)在坐标纸上作出a-mg图象,如图2所示,该图象中直线不过坐标原点的原因是___________。
(2)根据上述图象能求解的物理量是____________,其大小为_____________。
(3)你认为本实验中小车的质量 ____________ (填“是”或“否”)需要远远大于砝码的质量。