题目内容
1.在“验证动量守恒定律”的实验中,一般采用如图所示的装置:(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则C
A.m1>m2,r1>r2
B.m1>m2,r1<r2
C.m1>m2,r1=r2
D.m1<m2,r1=r2
(2)以下所提供的测量工具中必需的是AC
A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧测力计 E.秒表
(3)在做实验时,对实验要求以下说法正确的是BCD
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端的切线是水平的
C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D.释放点越高,两球碰后水平位移越大,水平位移测量的相对误差越小,两球速度的测量越准确
(4)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的表达式为m1OP=m1OM+m2ON.(用装置图中的字母表示)
分析 (1)为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变,故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量;为了使两球发生正碰,两小球的半径相同.
(2)求出需要验证的表达式,根据表达式确定需要测量的量,然后确定测量工具.
(3)根据实验注意事项分析答题.
(4)根据动量守恒定律与图示实验情景确定需要验证的表达式.
解答 解:(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有:m1v0=m1v1+m2v2,
在碰撞过程中动能守恒故有:$\frac{1}{2}$m1v02=$\frac{1}{2}$m1v12+$\frac{1}{2}$m2v22,解得:v1=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{m}_{1}+{m}_{2}}$v0,
要碰后入射小球的速度v1>0,即m1-m2>0,m1>m2,为了使两球发生正碰,两小球的半径相同,r1=r2,故选C;
(2)P为碰前入射小球落点的平均位置,M为碰后入射小球的位置,N为碰后被碰小球的位置,
碰撞前入射小球的速度v1=$\frac{OP}{\sqrt{\frac{2h}{g}}}$,碰撞后入射小球的速度:v2=$\frac{OM}{\sqrt{\frac{2h}{g}}}$,碰撞后被碰小球的速度:v3=$\frac{O′N}{\sqrt{\frac{2h}{g}}}$,
若m1v1=m2v3+m1v2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,整理得:m1OP=m1OM+m2ON,故需要测量的工具有刻度尺和天平.
(3)A、验证动量守恒定律实验,必须保证斜槽轨道末端切线水平,斜槽轨道不必要光滑,故A错误,B正确;
C、为保证球的初速度相等,入射球每次都要从同一高度由静止滚下,故C正确;
D、为保证两球发生对心正碰,碰撞后两球做平抛运动,碰撞的瞬间,入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行,故D正确;故选BCD.
(4)根据(2)的解答可知,表达式为:m1OP=m1OM+m2ON;
故答案为:(1)C;(2)AC;(3)BCD;(4)m1OP=m1OM+m2ON.
点评 本题考查验证动量守恒定律;本实验运用了等效思维方法,平抛时间相等,用水平位移代替初速度,这样将不便验证的方程变成容易验证.
A. | 在天然放射现象中α、β射线垂直进入相同的磁场,β射线的偏转半径较大 | |
B. | 考古专家发现某一骸骨中C14的含量为活着的生物中C14的四分之一,已知C14的半衰期为5730年,则确定该生物死亡时距今11460年 | |
C. | 若红光能使某金属发生光电效应,则紫外线一定能使该金属也发生光电效应 | |
D. | 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能因为这束光的强度太小 |
A. | 玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立 | |
B. | 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核 | |
C. | 麦克斯韦提出电磁场理论并预言了电磁波的存在,赫兹从实验上证实了电磁波的存在 | |
D. | 卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 |
A. | 物体的位置发生了改变,它的重力势能一定会发生变化 | |
B. | 物体的重力势能发生了变化,它的位置一定发生了改变 | |
C. | 只要有力对物体做了功,物体的重力势能一定发生变化 | |
D. | 只要重力对物体做了功,物体的重力势能一定会发生变化 |
A. | 1kg | B. | 2kg | C. | 0.5kg | D. | $\frac{\sqrt{3}}{2}$kg |
A. | 线框只有进入和穿出磁场的过程中,才有感应电流产生; | |
B. | 线框从进入到穿出磁场的整个过程中,都有感应电流产生 | |
C. | 线框在进入和穿出磁场的过程中,都是机械能转变成电能 | |
D. | 整个线框都在磁场中运动时,机械能守恒 | |
E. | 若AB边刚进入磁场时,速率为v,则UAB=Bav |