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A、B(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A与B碰撞,碰撞后A、B继续运动直至分别停止在D、E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________。
A.A与B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A与B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A、B在桌面上滑行的距离xA、xB mA=mA+mB 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A、B在桌面上滑行的距离分别为xA、xB,滑块在桌面上运动过程,由动能定理得:
-μmAgx=0-mA
-μmAgxA=0-mA
-μmBgxB=0-mB
解得:
v0=,vA=,vB=
碰撞过程系统动量守恒,由动量守恒定律得:
mAv0=mAvA+mBvB
整理得:
mA=mA+mB
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A、B在桌面上滑行的距离xA、xB。
(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,A与B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A与B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mA=mA+mB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。
【题目】用单摆测定重力加速度的实验如图所示。
①组装单摆时,应在下列器材中选用(选填选项前的字母) 。
A.长度为1m左右的细线 B.长度为30cm左右的细线
C.直径为1.8cm的塑料球 D.直径为1.8cm的铁球
②测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t。则重力加速度g= (用L,n,t表示)
③下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理。
组次 | 1 | 2 | 3 |
摆长L/cm | 80.00 | 90.00 | 100.00 |
50次全振动时间t/s | 90.0 | 95.5 | 100.5 |
振动周期T/s | 1.80 | 1.91 | |
重力加速度g/(m·s-2) | 9.74 | 9.73 |
请计算出第3组实验中的T= s,g= m/s2
④用多组实验数据做出T2-L图像,也可以求出重力加速度g,已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图3中的a,b,c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是(选填选项前的字母)( )
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值