题目内容
(18分)如图,一小车静止在光滑水平地面上,车顶用长L=0.8m的细线悬挂一静止小球,小车质量m3=4.0kg,小球质量m2=0.9kg,一质量为m1=0.1kg的子弹以速度v1=10m/s水平射入球内(作用时间极短,g取10m/s2),求
(1)细线上摆的最大角度θ。
(2)小球第一次返回最低点时,小球的速度和小车的速度。
(1)θ=60°
(2)=-0.6m/s方向向左;0.4m/s方向向右。
解析:(1)子弹与球作用后,子弹与球共同速度v2
子弹与球动量守恒:m1v1=(m1+m2)v2
得v2=1.0m/s 2分
子弹与球摆到最高点时,子弹、球与小车三者达到共同速度v3
子弹、球与小车动量守恒:m1v1=(m1+m2+m3)v3
得v3=0. 2m/s 2分
子弹与球作用后到子弹与球摆到最高点,子弹、球与小车三者机械能守恒
得=0.4m 3分
得,θ=60° 3分
(2)设小球第一次返回最低点时,小球和小车的速度分别为v4、v5
子弹与球作用后,水平方向动量守恒
(m1+m2)v2=(m1+m2)v4+m3 v5 2分
子弹、球与小车三者机械能守恒
2分
得:=-0.6m/s方向向左。 2分
=0.4m/s方向向右。 2分
(共18分)实验题(一)油酸酒精溶液的浓度为每1000ml油酸酒精溶液中有油酸0.6ml,用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1ml,若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。
(1)若每一小方格的边长为25mm,则油酸薄膜的面积约为S= m2;
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V = m3;
(3)由以上数据,可估算出油酸分子的直径的数量级为 m。
(二)某同学用图装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。
(1)本实验必须测量的物理量有以下哪些__________ .
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H | B.小球a、b的质量ma、mb |
C.小球a、b的半径r | D.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行时间t |
F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系:ma mb(>、=、<)
(3)为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm.
(4)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是__________ _ .