【题目】在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示的两种装置:

(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,____

Am1>m2r1>r2 Bm1>m2r1<r2

Cm1>m2r1=r2 Dm1<m2r1=r2

(2) 图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射小球m1多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其平均落点位置P,测量平抛射程OP。然后把被碰小球m2静置于轨道水平部分末端,再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放,与小球m2相碰,并多次重复。空气阻力忽略不计,接下来要完成的必要步骤是_____________。(填选项前的字母)

A.测量两个小球的质量m1m2 B.测量小球m1开始释放时的高度h

C.测量抛出点距地面的高度H D.分别找到m1m2相碰后平均落地点的位置M、N

E.测量平抛射程OM、ON F.测量两个小球的半径r1r2

(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得验证动量守恒定律的结论为___________________(用装置图中的字母表示)

4)甲、乙两种装置异同点:_________________________

5)如下图所示,丙同学利用此装置验证动量守恒定律。水平气垫导轨(轨道与滑块间摩擦力忽略不计)上装有两个光电计时装置CD,可记录遮光片的遮光时间。将滑块A、B静止放在导轨上,该同学按照如下步骤进行试验:

a.测量滑块A的质量,测量滑块B的质量

b.测量滑块A的遮光片的宽度d1,滑块B的遮光片的宽度d2

c.给滑块A一个向右瞬时冲量,让滑块A与静止的滑块B发生碰撞后,B、A依次通过光电计时装置D

d.待B、A完全通过光电计时装置D后用手分别按住

e.记录光电计时电装置C显示的时间t1和装置先后显示的时间t2t3

按照该同学的操作,若两滑块碰撞前后的动量守恒,其表达式可表示为_______________;两滑块碰撞过程中损失的机械能为___________

(规律总结)通过实验来验证动量守恒定律,不论采用何种方法,都要测得系统内物体作用前后的速度,请比较分析甲丙两名同学的实验方案,分别说明在测得速度的方法上有何不同?___________

【题目】在科幻电影《流浪地球》中,由于太阳极速衰老膨胀即将吞噬地球,所以人类要把地球离太阳系,而要想实现这一步,首先要让地球停止自转。人类采用的办法是在赤道上假设若干台大功率转向发动机,利用核聚变反应中释放的能量将燃烧物质以极高的速度抛射到太空,利用反冲力使地球转动逐渐减慢。已知每台转向发动机在单位时间内能将质量为m0的物质以相对地球速度v抛出,地球质量为,半径为,自转角速度为

1)如图所示,大圆表示地球赤道,弯曲箭头表示地球自转方向,小圆圈表示转向发动机的位置。要想获得最大的转动力矩,使减速效果最好,请你用箭头在途中A点标出燃烧物质的抛射方向___________

2)若转向发动机都按照产生最大力矩方向抛射物质,求每台转向发动机获得的平均反冲力F的大小___________。(说明:地球减速是个漫长的过程,但在研究反冲力时,可认为地球自转速度不变)

3)为了计算在赤道上要假设多少台转向发动机,需用到与刚体(理想化模型,即形状和大小完全不变的物体)转动相关的物理知识。虽然我们在高中阶段没有学习关于刚体的动力学知识,但是我们可以通过类比的方法来认识它。

a.我们学过质点平动的动力学方程:。相应地,在刚体转动中,有 ,其中,M表示力矩,表征外力对刚体的转动效果;I为刚体的转动惯量,与平动中的质量m相对应,表征刚体转动状态改变的难易程度。对于质量均匀分布的刚体而言,m为球体质量,R为球体半径,地球可视为质量分布均匀的刚体。到目前为止,你可能还不知道所代表的物理含义,但它也可以表示为某个物理量变化率的形式,与平动中的加速度a对应。请你利用所学知识并结合题目信息,猜想所代表的物理量,简要写出猜想理由并说明所代表的物理量的含义___________

b.若要求在T时间内停止自转,求赤道上至少要安装转向发动机的个数N___________

 0  169851  169859  169865  169869  169875  169877  169881  169887  169889  169895  169901  169905  169907  169911  169917  169919  169925  169929  169931  169935  169937  169941  169943  169945  169946  169947  169949  169950  169951  169953  169955  169959  169961  169965  169967  169971  169977  169979  169985  169989  169991  169995  170001  170007  170009  170015  170019  170021  170027  170031  170037  170045  176998 

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