题目内容

4．用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片的来验证动量守恒定律，实验步骤如下：

①用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB；
②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；
③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置（如图乙所示）；
④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置（如图丙所示）；
⑤测出所需要的物理量．
请回答：
（1）实验①中A、B的两球质量应满足mA＞mB
（2）在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有x0、xA、xB；（请选填“x0、y0、xA、yA、xB、yB”）
（3）两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是：mAx0=mAxA+mBxB．

分析 （1）明确实验原理，知道两小球只能向右平抛出去才能进行验证，故入射球不能反弹；
（2）根据碰撞时的动量守恒定律表达式，结合平抛规律推导出平均动量守恒的表达式，从而将难以测量的速度转化为容易测量的落地水平位移．

解答 解：（1）为了防止入射球碰后反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量，即mA＞mB；
（2）碰撞时应有mAv0=mAvA+mBvB
由平抛规律有x=vt，小球从相同高度落下，故时间相等，上式中两边同乘以t，则有：mAx0=mAxA+mBxB，所以需要在照片中直接测量的物理量有，x0、xA、xB 
（3）由（2）的分析可知，应验证的表达式为：
mAx0=mAxA+mBxB
故答案为：（1）mA＞mB （2）x0、xA、xB （3）mAx0=mAxA+mBxB；

点评 本题考查验证动量守恒定律的实验，要注意明确实验原理，知道如何利用平抛运动将难以测量的碰后的速度转化为可以直接测量的水平位移的方法．

练习册系列答案
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16．某同学用图示电路测量一节干电池的电动势和内阻．

（1）实验室提供有以下器材：
A．待测干电池；
B．电流表（量程为0.6A）；
C．电压表（量程为15V）；
D．电压表（量程为3V）；
E．滑动变阻器（最大阻值为20Ω）；
F．滑动变阻器（最大阻值为200Ω）；
G．开关、导线若干．
实验中，电压表应选用D；滑动变阻器应选用E．（填所选器材前的字母）
（2）该同学将测得的多组电流表和对应电压表的示数标在U-I图象上，请作出U-I图线．
（3）根据作出的U-I图线，可得干电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.83Ω．（结果保留两位有效数字）
15．为研究实验小车沿斜面向下运动的规律，把穿过打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图1所示，交流电源的频率是50Hz．

如图2所示，某同学先把纸带每隔0.1s剪断，得到6个短纸条，再把这些纸条并排贴在坐标系中，使这些纸条下端对齐，并与x轴重合，左边与y轴平行，彼此之间不留空隙也不重叠．
（1）在第1个0.1s内中间时刻的瞬时速度大小为22.5cm/s．
（2）取第1个0.1s内中间时刻为0时刻，请在如图3中画出v-t图象．
（3）小车运动的加速度大小为8.0m/s2．
12．如图1所示，实验小组在竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮．现进行如下操作：
操作一：当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，第一次使玻璃管水平向右匀速运动，测得红蜡块运动到顶端所需时间为t1．
操作二：当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，第二次使玻璃管水平向右匀加速直线运动，测得红蜡块从下端运动到顶端所需时间为t2．
（1）t1等于t2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）如图2所示，能正确反映操作二中红蜡块运动轨迹的是C．
19．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，则（　　）
A．绳的拉力大于A的重力B．绳的拉力小于A的重力
C．物体A加速上升D．物体A减速上升
9．质量为m的小球，用长为L的线悬挂在O点，在O点正下方一半处有一光滑的钉子O′，把小球拉到与O′在同一水平面的位置，摆线被钉子拦住，如图所示．将小球从静止释放．当球第一次通过最低点P时，（　　）
A．小球线速度突然减小B．小球线速度突然增大
C．小球的向心加速度突然减小D．摆线上的张力突然减小
16．如图所示，MN和PQ为置于水平面上足够长的光滑导轨，匀强磁场B垂直导轨平面，金属滑杆ab和cd的质量均为m．开始时ab杆静止，并使cd杆有一个方向向右的初速度v0，整个装置的电磁辐射忽略不计，导轨MN和PQ的电阻不计，整个过程中下述说法正确的是（　　）
A．系统的机械能守恒B．两滑杆组成的系统动量守恒
C．滑杆ab做匀加速直线运动D．整个回路产生的热量Q=$\frac{m{{v}_{0}}^{2}}{4}$
13．如图所示，具有一定质量的小球A固定在细线的一端，另一端悬挂在小车支架的O点，用手将小球拉至细线水平，此时小车静止于光滑水平面上．放手让小球摆下与B处固定的油泥撞击后粘在一起，则小车此后将（　　）
A．向右运动B．向左运动C．静止不动D．左右不停地运动
14．下列说法中正确的是（　　）
A．质点就是体积很小的物体
B．只有静止的物体才能被选作参考系
C．在单方向直线运动中，位移就是路程
D．位移是矢量，路程是标量

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