题目内容

【题目】现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律。在图(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A的质量m1=0.310 kg,滑块B的质量m2=0.108 kg,遮光片的宽度d=1.00 cm;打点计时器所用交变电流的频率f=50.0 Hz。将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰。碰后光电计时器显示的时间为 ΔtB=3.500 ms,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。若实验允许的相对误差最大为5%,试求:

(1)滑块A碰前速度v0=________m/s,碰后速度v1=________m/s。

(2)滑块B碰后速度v2=________

(3)若已知:相对误差=|P-P|/P(其中:“P”表示作用前的总动量,“P”表示作用后的总动量),则两滑块碰撞前后总动量的相对误差=______(用百分号表示),说明A、B碰撞过程中动量___________ (选填“守恒”或“不守恒”)。

【答案】 2.00 0.970 2.86 1.6% 守恒

【解析】打点计时器的打点时间间隔,由图(b)所示纸带可知,碰撞前A的速度,碰撞后A的速度,碰撞后B的速度,碰撞前后系统总动量分别为: ,相对误差,由此可知,在误差范围内验证了动量守恒定律.

练习册系列答案
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【题目】用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.重锤从高处由静止落下的过程中,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,已知重力加速度为g,即可验证机械能守恒定律.

1)下列说法正确的是______

A.用刻度尺测量重物下落的距离,用秒表测量下落的时间

B.通过测量重物自由下落过程中动能的增加量和重力势能的减少量是否相等来验证机械能守恒定律

C.重物在下落过程中克服空气阻力做功是实验误差来源之一

D.需要用天平测量重物的质量

2)如图2所示是实验中得到一条较为理想的纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点,分别记为ABCDEF,测出它们与O点的距离分别为h1h2h3h4h5h6,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量的表达式为______,在打E点时重锤的动能的表达式为______

3)在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是______重锤增加的动能(选填大于小于),主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出图2中纸带各点对应的速度,分别记为v1vn,并作vn2﹣hn图象,如图3所示,若直线斜率为k,则可测出阻力大小的表达式为______

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