题目内容

【题目】某同学用图1所示的装置研究两个小球在斜槽末端发生碰撞的情况,并用它来验证碰撞中的动量守恒定律,图中AB是斜槽,BC为水平槽。

1)实验中通过仅测量小球做平抛运动的______(选填水平位移竖直位移),可间接得到小球碰撞前后的速度关系.

2)检验水平槽BC是否调平的方法是:_______.

3)实验装置中的重锤线起什么作用?__________.

4)实验时先使入射球m1从斜槽上某一固定位置S多次由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,从而确定P点的位置,再把被碰球m2放在水平槽末端,让球m1仍从位置S多次由静止开始滚下,跟球m2碰撞后,两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,从而确定MN点的位置。

a. 为提高实验的精度,减小误差,要求m1__________m2。(选填“>”“<”“

b. 其中确定P点位置的多次落点痕迹如图2所示,刻度尺的零点与O点对齐,则OP_________cm

5)经测定,m1=45.0gm2=7.5gMNO点的距离如图3所示,请通过计算说明本次实验中两小球碰撞前后的动量是否守恒__________.

6)牛顿曾设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远,如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星,如图,同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原因_____________

【答案】水平位移 将小球轻放在槽口,如果能保持静止,说明槽口处于水平,如果不能静止而滚动,说明槽口是倾斜的 记录水平面上槽口正下方的位置,即测量小球水平位移的起始点 > 44.80 见解析.

【解析】

第一空.小球碰后做平抛运动,由于落地的高度都相同,则落地的时间相同,则小球落地的水平位移与速度成正比,则实验中通过仅测量小球做平抛运动的水平位移,可间接得到小球碰撞前后的速度关系.

第二空.检验水平槽BC是否调平的方法是:将小球轻放在槽口,如果能保持静止,说明槽口处于水平,如果不能静止而滚动,说明槽口是倾斜的.

第三空. 实验装置中的重锤线起的作用是:记录水平面上槽口正下方的位置,即测量小球水平位移的起始点;

第四空. 为提高实验的精度,防止入射球反弹,要求m1>m2

第五空.用尽量小的圆把P的落地点圈起来,圆心即为P的平均落点,则OP44.80cm

第六空.碰前动量:m1OP=45.0×44.80gcm=2016.0gcm;碰后总动量:m1OM+m2ON=45.0×35.20+7.5×55.68=2001.6 gcm;即,则在误差允许的范围内,实验中两小球碰撞前后的动量守恒;

第七空.物体初速度较小时,运动范围很小,引力可以看作恒力--重力,做平抛运动;随着物体初速度增大,运动范围变大,引力不再看作恒力;当物体初速度达到第一宇宙速度时,做圆周运动而成为地球卫星。

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