题目内容

某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验．入射球与被碰球半径相同．①实验装置如1图所示．先不放B球，使A球斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．再把B球静置于水平槽前端边缘处，上A球仍从C处静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹．记录纸上的O点是垂锤所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹．未放B球时，A球落地点时记录纸上的
P
P
点．
②释放多次后，取各落点位置的平均值，测得各落点痕迹到O点的距离：PM=13.10cm，OP=21.90cm，ON=26.04cm．用天平称得入射小球A的质量m1=16.8g，被碰小球B的质量m2=5.6g，若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”，请将下面的数据处理表格填写完整：
OP/m OM/m ON/m 碰前总动量p/kg?m 碰后总劝量p′/kg?m 相对误差|
p′-p
p
|×100%
0.2190 0.1310 0.2604 3.68×10-3
3.66×10-3
3.66×10-3
0.54%
0.54%
根据上面表格中的数据处理数据，你认为能得到的结论是：
在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前的动量和碰后的动量是相等的．
在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前的动量和碰后的动量是相等的．
．
③实验中可以将表达式m1v1=m1v1′+m2v 2′转化为m1s2=m1 s1′+m2s2′来进行验证，其中s1、s1′、s2、
s2′为小球平抛的水平位移．可以进行这种转化的依据是
D
D
．（请选择一个最合适的答案）
A．小球飞出后的加速度相同
B．小球飞出后，水平方向的速度相同
C．小球在空中水平方向都做匀速直线运动，水平位移与时间成正比
D．小球在空中水平方向都做匀速直线运动，又因为从同一高度平扫，运动时间相同，所以水平位移与初速度成正比
④完成实验后，实验小组对上述装置进行了如图2所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复印纸，并将木板竖直立于靠近槽口处，使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球A从原固定点C由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）把半径相同的小球B静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球A仍从原固定点由静止开始滚下，与小球B相碰后，两球撞在木板上得到痕迹M和N；（IV）用刻度尺测量纸上O点到M、P、N三点的距离分别为y1，y2，y3．请你与出用直接测量的物理量来验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式：
m1
1
y
 
2
=m1
1
y1
+m2
1
y3
m1
1
y
 
2
=m1
1
y1
+m2
1
y3
．（小球A、B的质量分别为m1、m2）
分析：①抓住放上B球后，A球碰后速度与未放上B球时相比，速度减小，确定未放B球时，A球落地点的位置
②根据动量的表达式得出碰后总动量以及根据相对误差公式求出相对误差的大小，通过碰前和碰后总动量比较得出实验的结论．
③结合平抛运动的规律，得出用水平位移代替初速度的原因．
④结合平抛运动的规律，得出竖直位移与初速度的关系，从而得出动量守恒的表达式．
解答：解：①因为A球碰撞后的速度小于碰撞前的速度，则平抛运动的水平位移减小，但是小于碰撞后B的速度，即平抛运动的水平位移小于B的水平位移，知未放B球时，A球落地点时记录纸上的P点．
②将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”，则碰撞后总动量为：
P=m1
.
OM
+m2
.
ON
=0.0168×0.131+0.0056×0.2604≈3.66×10-3kg．m．
相对误差为：|
p′-p
p
|×100%=
.
3.66-3.68
3.68
 
  
.
×100%≈0.54%
可知，在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前的动量和碰后的动量是相等的．
③因为平抛运动的时间由高度决定，高度相等，则运动的时间相等，初速度v0=
x
t
，知水平位移与初速度成正比，所以可以用小球的水平位移代替速度．故D正确，A、B、C错误．
故选D．
④因为水平位移相等，根据y=
1
2
gt2，知t=
2y
g
，则初速度v=
x
t
=x
g
2y
，可知初速度与
1
y
成正比，所以可以用
1
y
代替水平速度，则动量守恒的表达式为m1
1
y
 
2
=m1
1
y1
+m2
1
y3
．
故答案为：①P
②3.66×10-3（或3.7×10-3）； 0.54%
在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前的动量和碰后的动量是相等的．
③D
④m1
1
y
 
2
=m1
1
y1
+m2
1
y3
点评：解决本题的关键知道实验的原理，以及知道用水平位移和
1
y
代替速度的原因．中等难度．
练习册系列答案
相关题目
某学习小组在探究“加速度与力、质量的关系”实验中．

（1）如图1所示为甲同学所安装“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置．请仔细观察图中的装置，对照表中列出的几条“实验操作”填表（如表中的示例：属正确操作的打“√”，不正确的打“×”）．
序号 实    验    操    作 是否正确
1 将长木板一端用物垫高一些，平衡摩擦力
√
√
2 在释放小车前，将小车紧靠在打点计时器旁
√
√
3 连接小车与砂桶的连线在滑轮和小车段与长木板基本平行 √
4 所挂砂桶的质量m要远远小于小车的质量M
√
√
5 实验电源应选择干电池
×
×
6 实验时应先释放小车再接通电源 ×
（2）乙同学正确组装实验装置后并进行实验，探究“加速度与力的关系”，在保持小车质量不变的情况下，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示
F/N 0.21 0.30 0.40 0.49
a/m?s-2 0.10 0.21 0.29 0.41
①根据测量的数据，在如图2中作a-F图象；
②图线在F轴截距的物理意义是
平衡不够的摩擦力
平衡不够的摩擦力
；
③应如何调整实验装置，才能使作出的a-F图线过坐标原点
C
C
．（填标号）
A．增加小车的质量       B．减小小车的质量
C．适当增大长木板的倾角  D．适当减小小桶内钩码质量．

本题共有(1)、(2)、(3)三个小题：

(1) 在一次测量中：

① 游标卡尺如图a所示，其示数为

               cm；

② 螺旋测微器如图b所示，箕示数为                  mm。

(2)如图所示为“验证碰撞中动量守恒”类验的装置示意图：

① 实验中小球A质量为mA，小球参质量为mB，它们的关系应该是：mA            mB。

② 实验前需要进行如下调节：

A．固定斜槽时，应使斜槽末端                   ；

B．调整小支柱到槽口的距离和高度时要达到以下要求：

    当入射小球放在斜槽末端，被碰小球放在支柱上时，调整支柱，使两球              ，

并且使两球的球心                  ；

③ 实验中应使A球每次均在斜槽上                   从静止释放；

④ 已用游标卡尺测得小球直径为2.14cm，实验中小球的落点情况如图所示，入射球A与被碰球B的质量比为mA：mB=3：2则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比pA：pB=           。

(3)如图甲所示的电路中，1至11为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不

亮，电压表和电流表均无示数。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开

关、变阻器、小灯泡、6根导线以及电路中的各连接点，已知电压表和电流表均无故障。

① 为了检测变阻器、小灯泡以及6根导线，在连接点1、2已接好的情况下，检测时应

   当选用多用电表的        档；在连接点1、2同时断开的情况下，检测时应当选用

   多用电表的            档。

    ② 在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明____，

       可能有                       故障。

③ 为了尽可能准确的完成探究小灯泡U——I特性的实验？图甲电路接线图中还存在

   错漏，请你在图甲中补画出正确的连接线。

④ 图乙是某实验小组的同学根据实验数据绘制两成的小灯泡的U——I特性图线。随后

   他们将该小灯泡直接串接在电动势E= 4.5V，内阻r=l.5Ω的直流电源上，则该小灯

   泡通电发光时的电功率约为                   W。

本题共有(1)、(2)、(3)三个小题：

(1) 在一次测量中：（4分）

① 游标卡尺如图a所示，其示数为

              cm；

② 螺旋测微器如图b所示，箕示数为                 mm。

 

(2)（6分）如图所示为“验证碰撞中动量守恒”类验的装置示意图：

① 实验中小球A质量为mA，小球参质量为mB，它们的关系应该是：mA           mB。

② 实验前需要进行如下调节：

A．固定斜槽时，应使斜槽末端                  ；

B．调整小支柱到槽口的距离和高度时要达到以下要求：

    当入射小球放在斜槽末端，被碰小球放在支柱上时，调整支柱，使两球             ，

并且使两球的球心                 ；

③ 实验中应使A球每次均在斜槽上                  从静止释放；

④ 已用游标卡尺测得小球直径为2.14cm，实验中小球的落点情况如图所示，入射球A与被碰球B的质量比为mA：mB=3：2则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比pA：pB=          。

(3)如图甲所示的电路中，1至11为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不

亮，电压表和电流表均无示数。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开

关、变阻器、小灯泡、6根导线以及电路中的各连接点，已知电压表和电流表均无故障。

① 为了检测变阻器、小灯泡以及6根导线，在连接点1、2已接好的情况下，检测时应

   当选用多用电表的        档；在连接点1、2同时断开的情况下，检测时应当选用

   多用电表的            档。

    ②在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明____，

       可能有                      故障。

③ 为了尽可能准确的完成探究小灯泡U——I特性的实验？图甲电路接线图中还存在

   错漏，请你在图甲中补画出正确的连接线。

④ 图乙是某实验小组的同学根据实验数据绘制两成的小灯泡的U——I特性图线。随后

   他们将该小灯泡直接串接在电动势E= 4.5V，内阻r=l.5Ω的直流电源上，则该小灯

   泡通电发光时的电功率约为                  W。

 

本题共有(1)、(2)、(3)三个小题：
(1) 在一次测量中：（4分）
① 游标卡尺如图a所示，其示数为
              cm；
② 螺旋测微器如图b所示，箕示数为                 mm。

(2)（6分）如图所示为“验证碰撞中动量守恒”类验的装置示意图：

① 实验中小球A质量为mA，小球参质量为mB，它们的关系应该是：mA           mB。
② 实验前需要进行如下调节：
A．固定斜槽时，应使斜槽末端                  ；
B．调整小支柱到槽口的距离和高度时要达到以下要求：
当入射小球放在斜槽末端，被碰小球放在支柱上时，调整支柱，使两球             ，
并且使两球的球心                 ；
③ 实验中应使A球每次均在斜槽上                  从静止释放；
④ 已用游标卡尺测得小球直径为2.14cm，实验中小球的落点情况如图所示，入射球A与被碰球B的质量比为mA：mB=3：2则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比pA：pB=          。

(3)如图甲所示的电路中，1至11为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不
亮，电压表和电流表均无示数。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开
关、变阻器、小灯泡、6根导线以及电路中的各连接点，已知电压表和电流表均无故障。

① 为了检测变阻器、小灯泡以及6根导线，在连接点1、2已接好的情况下，检测时应
当选用多用电表的       档；在连接点1、2同时断开的情况下，检测时应当选用
多用电表的           档。
② 在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明____，
可能有                      故障。
③ 为了尽可能准确的完成探究小灯泡U——I特性的实验？图甲电路接线图中还存在
错漏，请你在图甲中补画出正确的连接线。
④ 图乙是某实验小组的同学根据实验数据绘制两成的小灯泡的U——I特性图线。随后
他们将该小灯泡直接串接在电动势E= 4.5V，内阻r=l.5Ω的直流电源上，则该小灯
泡通电发光时的电功率约为                  W。

本题共有(1)、(2)、(3)三个小题：

(1) 在一次测量中：（4分）

① 游标卡尺如图a所示，其示数为

               cm；

② 螺旋测微器如图b所示，箕示数为                  mm。

 

(2)（6分）如图所示为“验证碰撞中动量守恒”类验的装置示意图：

① 实验中小球A质量为mA，小球参质量为mB，它们的关系应该是：mA            mB。

② 实验前需要进行如下调节：

A．固定斜槽时，应使斜槽末端                   ；

B．调整小支柱到槽口的距离和高度时要达到以下要求：

    当入射小球放在斜槽末端，被碰小球放在支柱上时，调整支柱，使两球              ，

并且使两球的球心                  ；

③ 实验中应使A球每次均在斜槽上                   从静止释放；

④ 已用游标卡尺测得小球直径为2.14cm，实验中小球的落点情况如图所示，入射球A与被碰球B的质量比为mA：mB=3：2则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比pA：pB=           。

(3)如图甲所示的电路中，1至11为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不

亮，电压表和电流表均无示数。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开

关、变阻器、小灯泡、6根导线以及电路中的各连接点，已知电压表和电流表均无故障。

① 为了检测变阻器、小灯泡以及6根导线，在连接点1、2已接好的情况下，检测时应

   当选用多用电表的        档；在连接点1、2同时断开的情况下，检测时应当选用

   多用电表的            档。

    ② 在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明____，

       可能有                       故障。

③ 为了尽可能准确的完成探究小灯泡U——I特性的实验？图甲电路接线图中还存在

   错漏，请你在图甲中补画出正确的连接线。

④ 图乙是某实验小组的同学根据实验数据绘制两成的小灯泡的U——I特性图线。随后

   他们将该小灯泡直接串接在电动势E= 4.5V，内阻r=l.5Ω的直流电源上，则该小灯

   泡通电发光时的电功率约为                   W。

 

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