题目内容

9.如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置.
①下列说法中符合本实验要求的是BCD.(选填选项前面的字母)
A.入射球比靶球质量大或者小均可,但二者的直径必须相同
B.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一高度
由静止释放
C.安装轨道时,轨道末端必须水平
D.需要使用的测量仪器有天平和刻度尺
E.要测小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
F.小球a、b碰撞后的落地点依次是图中水平面上的B点和C点
②按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是maOB=maOA+mbOC.(用ma、mb、OA、OB、OC表示)

分析 ①实验是要验证两个小球碰撞过程系统动量守恒,同时通过平抛运动将速度的测量转化为水平射程的测量;为防止小球反弹,还要保证入射球质量要大于被碰球质量.
②应用动量守恒定律求出表达式.

解答 解:①A、为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量必须大于被碰球的质量,两球的直径必须相同,故A错误;
B、为控制入射球的初速度相等,在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一高度由静止释放,故B正确;
C、为使小球离开轨道后做平抛运动,安装轨道时,轨道末端必须水平,故C正确;
D、实验需要测出小球的质量与水平位移,需要使用的测量仪器有天平和刻度尺,故D正确;
E、小球离开轨道后做平抛运动,由于抛出点的高度相同,它们在空中的运动时间相等,可以用小球的水平位移代替水平速度,实验部需要测小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t,故E错误;
F、碰撞后入射球的速度变小,小于被碰球,小球a、b碰撞后的落地点依次是图中水平面上的A点和C点,故F错误;
故选:BCD.
②小球离开轨道后做平抛运动,由于抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,以向右为正方向,
由动量守恒定律得:mava=mava′+mbvb′,ma$\frac{OB}{t}$=ma$\frac{OA}{t}$+mb$\frac{OC}{t}$,整理得:maOB=maOA+mbOC;
故答案为:①BCD;②maOB=maOA+mbOC.

点评 实验注意事项:(1)前提条件:保证碰撞是一维的,即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿这条直线运动.(2)利用斜槽进行实验,入射球质量要大于被碰球质量,防止碰后入射球被反弹.

练习册系列答案
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6.在用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验中,保持小车质量一定时,验证小车加速度a与合外力F的关系.

①除了电火花打点计时器、纸带、刻度尺、小车、砝码、拴有细线的砝码盘、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外,在下列器材中还必须使用的有 (选填选项前的字母).
A.220V、50Hz的交流电源
B.电压可调的直流电源
C.秒表
D.天平(附砝码)
②实验中,需要平衡小车运动时的摩擦阻力,正确的做法是B.
A.小车放在木板上,把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动.
B.小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器.把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动.
C.小车放在木板上,挂上砝码盘,砝码盘内不放砝码.把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在砝码盘的作用下沿木板做匀速直线运动.
D.小车放在木板上,挂上砝码盘,砝码盘内放入本次实验所需的砝码.把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在砝码盘和砝码的作用下沿木板做匀速直线运动.
③实验中打出的一条纸带如图乙所示,其中0、1、2、3、4、5、6为计数点,且相邻计数点之间有4个点未画出.测得的数据为x1=1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm…则打点计时器打计数点2时,小车的速度v2=0.214m/s.
④根据③中的数据,在如图丙所示的坐标系中标出打点计时器打出计数点2时的坐标点,并描绘出小车运动的v-t图线(在答题纸上的图中作答).
⑤根据图丙中的图线,可以得出小车运动的加速度a=0.50m/s2(保留两位有效数字).
⑥某一小组在实验中,根据测得的数据描绘出a-F图象如图丁所示,发现图象既不过原点,末端又发生了弯曲.请你分析出现上述情况的可能原因.

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