题目内容
【题目】如图为实验室中验证动量守恒实验装置示意图。
(1)实验中必须测量的物理量是________
A.小球质量
B.小球起始高度h
C.小球“飞出”的时间
D.桌面离地面的高度H
E.小球“飞出”的水平距离OP、OM、ON
(2)实验中必须要求的条件是_____
A.斜轨道必须是光滑的
B.轨道末端的切线必须水平
C.球心在碰撞瞬间必须在同一高度
D.每次必须从同一高度处滚下
(3)如果入射小球、被碰小球质量分别是m1和m2,只要在误差范围内满足_____,就可以认为验证了动量守恒定律。
【答案】AE BCD
【解析】
(1)[1]两球碰撞后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间相等,碰撞过程动量守恒,则
两边同时乘以时间得
则
实验需要测出小球质量、小球“飞出”的水平距离OP、OM、ON,故选AE。
(2)[2]A.“验证动量守恒定律”的实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的,只要离开轨道后做平抛运动,对斜轨道是否光滑没有要求,故A错误;
B.要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平,故B正确;
C.要保证两小球发生对心碰撞,故球心在碰撞瞬间必须在同一高度,故C正确;
D.要保证碰撞前的速度相同,所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下,故D正确。
故选BCD。
(3)[3]由以上分析可知,实验需要验证
【题目】如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,导轨宽度L=0.40m。金属棒ab紧贴在导轨上,其电阻r=0.2Ω。现使金属棒ab由静止开始下滑,通过传感器记录金属棒 ab下滑的距离 h与时间t的关系如下表所示。(导轨电阻不计,g=10m/s2)
时间 t/s | 0 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 |
下滑距离 h/m | 0 | 0.18 | 0.60 | 1.20 | 1.95 | 2.80 | 3.80 | 4.80 | 5.80 | 6.80 |
求:
(1)在前0.6s时间内,电路中的平均电动势;
(2)金属棒下滑的最终速度v以及金属棒的质量m;
(3)在前1.60s的时间内,电阻R上产生的热量QR。