题目内容

【题目】如图所示为验证动量守恒定律实验的装置示意图,现有带光滑圆弧轨道的粗糙水平桌面,物块AB(A的质量大于B的质量)。实验操作步骤如下:

(a)在圆弧轨道上距离桌面h高处让A由静止滑下,在水平桌面上不放B的情况下,A一直沿水平桌面运动到C处静止;

(b)再让A从圆弧轨道上距离桌面h高处由静止滑下,在桌面与圆弧轨道相接处放上B,使AB碰撞,碰撞后AB继续运动直至分别停止在DE处;

(c)重复多次以上实验步骤,并记录实验数据,选取自己认为最理想的实验结果进行研究,根据该实验设计,回答下列问题:

1)实验中除了要测量物块A的质量mA、物块B的质量mB,还需测量的物理量有______________________________________(写出物理量名称及表示符号);据实验测量出的数据和测量的物理量写出可以验证动量守恒定律的表达式:________________________

2)关于误差分析和实验测量,下列说法正确的是________

AAB发生弹性碰撞还是非弹性碰撞,对实验结果有一定的影响

B.如果AB发生的碰撞不是正碰,对实验结果有一定的影响

C.实验中所用的圆弧轨道不是真正的光滑,对实验的结果影响不大

D.实验中必须测量A起始位置距离桌面的高度

【答案】碰撞前A在桌面上滑行的位移为x,碰撞后AB在桌面上滑行的距离xAxB mAmAmB BC

【解析】

(1)[1][2]设碰撞前A在桌面上滑行的位移为x,碰撞后AB在桌面上滑行的距离分别为xAxB,滑块在桌面上运动过程,由动能定理得:

μmAgx0mA

μmAgxA0mA

μmBgxB0mB

解得:

v0vAvB

碰撞过程系统动量守恒,由动量守恒定律得:

mAv0mAvAmBvB

整理得:

mAmAmB

故实验需要测量:碰撞前A在桌面上滑行的位移为x,碰撞后AB在桌面上滑行的距离xAxB

(2)[3]A.不论是弹性碰撞还是非弹性碰撞,碰撞过程系统动量都守恒,AB发生弹性碰撞还是非弹性碰撞,对实验结果没有影响,故A错误;

B.两物体应发生对心正碰,如果AB发生的碰撞不是正碰,对实验结果有一定的影响,故B正确;

C.圆弧轨道是否光滑对滑块在桌面上的运动没有影响,实验中所用的圆弧轨道不是真正的光滑,对实验的结果影响不大,故C正确;

D.由mAmAmB可知,实验需要测量的是滑块在桌面上滑行的距离,而不需要测量A起始位置距离桌面的高度,故D错误。

故选BC

练习册系列答案
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【题目】图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤,其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是:挂钩上挂上重物,传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变,拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化,再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。

(1)简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因_______________________________

(2)小明找到一根拉力敏感电阻丝RL,其阻值随拉力变化的图像如图乙所示,再按图丙所示电路制作了一个简易吊秤。电路中电源电动势E15V,内阻约;灵敏毫安表量程为10mA,内阻约5Ω;R是电阻箱,最大阻值是9999Ω;RL接在A、B两接线柱上,通过光滑绝缘滑环可将重物吊起,接通电路完成下列操作。

a.滑环下不吊重物时,调节电阻箱,当电流表为某一合适示数I时,读出电阻箱的读数R1

b.滑环下吊上待测重物,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ;

c.调节电阻箱,使_______,读出此时电阻箱的读数R2

d.算得图乙直线的斜率k和截距b;

则待测重物的重力G的表达式为G=_____(用以上测得的物理量表示),测得θ=53°(sin53°=0.8,cos53°=0.6),R1R2分别为1052Ω1030Ω,结合乙图信息,可得待测重物的重力G=_____N(结果保留三位有效数字)。

(3)针对小明的设计方案,为了提高测量重量的精度,你认为下列措施可行的是____________

A.将毫安表换成量程不同,内阻更小的毫安表

B.将毫安表换成量程为10μA的微安表

C.将电阻箱换成精度更高的电阻箱

D.适当增大A、B接线柱之间的距离

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